سیگار الکترونیکی یا ویپ؛ از تاریخچه اختراع تا ساختار آن

سیگار الکترونیکی دستگاهی است که کشیدن توتون را شبیه‌سازی می‌کند. این دستگاه شامل یک اتمایزر، باتری و محفظه‌ای مثل کارتریج یا تانک است. خوبی این دستگاه برای افراد سیگاری این است که به جای دود، بخار استنشاق می‌کنند. به همین خاطر، این دستگاه‌ها به نام ویپ (Vape) شناخته می‌شوند که در انگلیسی به معنی بخار کردن است.

اتمایزر داخل این دستگاه‌ها در واقع یک المنت گرمایی است که محلول مایع داخل کارتریج را داغ می‌کند. این سیگارهای الکترونیکی با یک دکمه شروع به بخار کردن می‌کنند و بعضی از آن‌ها بدو نیاز به این دکمه و فقط با کشیدن آن فعال می‌شوند. بعضی از این نوع سیگارها شبیه به سیگارهای کلاسیک است و بیشتر این دستگاه‌ها چند بار مصرف هستند و با شارژ باتری و کارتریج آن می‌توان دوباره از آن‌ها استفاده کرد.

سیگارهای الکترونیکی یا ای-سیگارها (E-cigarettes) با داغ کردن مایع یک آئروسل ایجاد می‌کنند. آئروسل بخار غلیظی است که داخل آن ذرات ریز جامد معلق است. محلول مایع آن‌ها معمولا شامل پروپیلن گلیکول (مایع بی‌رنگ، بی‌بو و کمی شیرین)، گلیسیرین، نیکوتین و طعم‌دهنده است. البته در کنار آن‌ها نیتروسامین و کارسینوژن داخل نیکوتین و نانوذرات فلزات سنگین نیز وجود دارد.

ساختار ویپ

ساختار یک ویپ به طور کلی شامل اتمایزر یا کویل، منبع تغذیه مثل باتری و یک مخزن مثل کارتریج یا تانک است. سیگارهای الکترونیکی در طول زمان توسعه یافتند و طراحی‌های متفاوتی دارند که با نسل آن‌ها دسته‌بندی می‌شوند. بیشتر ویپ‌ها چند بار مصرف هستند و البته که ویپ‌های یکبار مصرف نیز در بازار امروز دیده می‌شوند.

انواع ویپ

نسل اول سیگارهای الکترونیکی شبیه به سیگارهای کلاسیک است که به نام سیگالایک (Cigalike) شناخته می‌شوند. نسل دوم این سیگارها که ویپ پن (Vape pen) نام دارند، اندازه بزرگتری دارند و کمتر شبیه به سیگارهای کلاسیک‌اند. نسل سوم سیگارهای الکترونیکی یا باکس مادها (Box mod)، مادهای مکانیکی دارند و ولتاژ خروجی آن‌ها را می‌توان کنترل کرد. نسل چهار این سیگارها که به ویپ پاد (Vape pod) شناخته می‌شوند، تانک زیر اهمی دارد که به دستگاه کمک می‌کند تا مقاومت اتمایزر را زیر یک اهم نگه دارد و در کنار آن وسیله‌ای برای کنترل دما نیز دارد.

در کنار این نوع سیگارهای الکترونیکی، پاد مادها (Pod mod) نیز هستند که از نمک نیکوتین یا نیکوتین سالت (Nicotine salt) به جای محلول نیکوتینی استفاده می‌کنند که طعم و مزه‌ای شبیه به توتون دارد و نیکوتین آن‌ها نیز بیشتر است.

جویس یا ای-لیکویید

محلولی که در ویپ استفاده می‌شود، به ای-لیکویید یا جوس (Juice) (در فارسی به جویس) شناخته می‌شود. این جویس‌ها ترکیبات متفاوت و متنوعی دارند. یک جویس معمولی شامل ۹۵ درصد پروپیلن گلیکول و گلیسیرین می‌شود و پنج درصد باقی‌مانده را طعم‌دهنده، نیکوتین و سایر مواد تشکیل می‌دهند.

طعم‌دهنده‌های جویس‌ها می‌توانند طبیعی، مصنوعی و یا ارگانیک باشند. مطالعاتی که تا امروز انجام شده، بیش از ۸۰ نوع ماده شیمیایی دیگر مثل فرمالدهید و نانوذرات فلزی پیدا کرده است. شرکت‌های زیادی انواع جویس‌ها را تولید می‌کنند و به طور کلی بیش از ۱۵ هزار طعم برای جویس‌ها وجود دارد.

در ایالات متحده تمام جویس‌ها باید از قوانین سازمان غذا و دارو پیروی کنند و استانداردهای مربوطه را رعایت کنند. استانداردهای این صنعت تحت نظر انجمن استانداردهای تولید ای-لیکویید (AEMSA - E-liquid Manufacturing Standards Association) تعیین می‌شوند و در اروپا این استانداردها با دستوالعمل محصولات دخانیاتی (Tobacco Products Directive) مشخص می‌شوند.

تاریخچه ساخت ویپ

معمولا گفته می‌شود که برای اولین بار یک داروساز چینی به نام هون لیک یک سیگار الکترونیکی مدرن ساخت. اما کمپانی‌های توتون‌سازی از سال ۱۹۶۳ میلادی/۱۳۴۲ خورشیدی روی دستگاه‌های نیکوتین آئروسل کار می‌کردند.

در سال ۱۹۲۷ میلادی/۱۳۱۶ خورشیدی، جوزف رابینسون طرحی برای یک دستگاه بخار الکترونیکی ارائه داد که برای مصارف درمانی استفاده شود. این طرح سه سال بعد از آن پذیرفته شد، اما هیچ وقت به بازار راه پیدا نکرد.

اولین طرحی که برای سیگارهای الکترونیکی ارائه شد، به سال ۱۹۶۳ میلادی/۱۳۴۲ خورشیدی بازمی‌گردد که هربرت گیلبرت آن را مطرح کرد. اون طرحی برای «سیگارهای بدون توتون و بدون دود» ثبت کرد که به جای سوزاندن توتون و کاغذ از بخار گرمادیده و طعم‌دار استفاده می‌کرد. چنین دستگاهی هوای طعم‌دار بدون نیکوتین تولید می‌کرد. اما این اختراع بسیار از زمان خود جلوتر بود و کسی به آن توجه نکرد و هیچ وقت تبلیغاتی برای آن نشد.

در سال ۱۹۸۶ میلادی/۱۳۶۵ خورشیدی، فیل ری (Phil Ray) که یکی از مخترعان ریزپردازنده‌ها است، روی طرحی کار کرد که تحت شرکت «محصولات پیشرفته تنباکو» (Advanced Tobacco Products) به نام فیور (The Favor) به بازار آمد.این محصول شبیه به سیگارهای کلاسیک بود که در انتهای خود فیلتری کاغذی داشت که به محلول نیکوتین آغشته می‌شد تا کاربران مقدار کمی از نیکوتین را مصرف کنند. این دستگاه هیچ الکتریسیته و یا دودی نداشت و برای افراد سیگاری جایگزینی در شرایطی بود که امکان سیگار کشیدن وجود نداشت.

سال بعد از آن، سازمان غذا و داروی ایالات متحده اجازه استفاده از سیگارهای الکترونیکی را صادر کرد و پس از آن، شرکت محصولات پیشرفته تنباکو بدون دریافت اخطار تولید سیگار فیور را متوقف کرد. برندا کافی (Brenda Coffee)، همسر فیل ری، کلمه ویپ کردن را جا انداخت و پس از آن سیگارهای الکترونیکی به وفور تولید شدند.

در کنار تمامی این تلاش‌ها، گاهی اوقات از هون لیک (Hon Lik) داروساز و مخترع چینی، به عنوان اولین سازنده سیگارهای الکترونیکی یاد می‌شود. او در سال ۲۰۰۱ میلادی/۱۳۸۰ خورشیدی، به ساخت دستگاهی فکر کرد که با یک المنت فرکانس بالا و پیزوالکتریک بتواند بخاری فشرده از محلول نیکوتینی ایجاد کند.

او تلاش کرد تا با یک مقاومت گرمایی نتایج بهتری برای تولید بخار به دست آورد و اندازه ویپ‌ها را کوچکتر کند. اختراع هون جایگزینی برای سیگار کشیدن بود. او سیگارهای الکترونیکی را مثل اختراع دوربین‌های دیجیتال پس از دوربین‌های آنالوگ می‌دانست.