Kemianteollisuuden kehitys ja kehitys ovat suoraan vastuussa monista tekniikan kehitykseen jotka ovat syntyneet myöhään 19th-luvulla.

Kuitenkin vasta 1980: iin ympäristöstä tuli kemianteollisuuden prioriteetti. Tämä johtui suurelta osin tiukemmista ympäristölainsäädännöistä ja tarpeesta puuttua alan huonoon maineeseen erityisesti siksi, että saastuminen ja teollisuusonnettomuudet.

Mutta teollisuus on nyt nopeasti parantumassa, ja tämä muuttuva ajattelutapa on antanut taustan vihreän kemian syntymiselle.

Mikä on vihreä kemia?

Kestävyys on yhä tärkeämpää lähes kaikilla toimialoilla ja kemia ei ole erilainen.

Vihreä kemia tavoitteena on minimoida kemianteollisuuden ympäristövaikutukset. Tähän sisältyy siirtyminen öljystä uusiutuviin energialähteisiin mahdollisuuksien mukaan.

Vihreä kemia priorisoi myös turvallisuuden, parantaa energiatehokkuutta ja ennen kaikkea minimoi (ja mieluiten) myrkyllisten jätteiden poistamisen alusta alkaen.

Tärkeitä vihreän kemian esimerkkejä ovat: kloorifluorihiilivetyjen käytön lopettaminen (Freonit) kylmäaineissa, jotka ovat olleet mukana luomassa otsoniaukko; kehittää tehokkaampia tapoja valmistaa lääkkeitä, mukaan lukien tunnettu kipulääke ibuprofeeni ja kemoterapian huume Taxol; halvempaa, tehokkaampaa aurinkokennot.

Tarve sopeutua

Kemiallisten yhdisteiden, erityisesti orgaanisten molekyylien valmistaminen (koostuu pääasiassa hiilestä ja vetyatomista), on laajamittaisten monikansallisten toimialojen perusta hajusteista muoveihin, viljelyyn kankaaseen ja väriaineet lääkkeisiin.

Täydellisessä maailmassa ne valmistettaisiin edullisista, uusiutuvista lähteistä yhdellä käytännöllisellä, tehokkaalla, turvallisella ja ympäristöystävällisellä kemiallisella reaktiolla. Valitettavasti luonnossa esiintyviä kemiallisia prosesseja lukuun ottamatta suurin osa kemiallisista prosesseista ei ole täysin tehokasta, vaativat useita reaktiovaiheita ja tuottavat vaarallisia sivutuotteita.

Aiemmin perinteiset jätehuoltostrategiat keskittyivät vain myrkyllisten sivutuotteiden hävittämiseen, mutta nykyisin ponnistelut ovat siirtyneet jätteiden poistamiseen alusta alkaen tehostamalla kemiallisia reaktioita.

Tämä säätö on osittain johtanut kehittyneempien ja tehokkaampien katalyyttisten reaktioiden syntymiseen, mikä vähentää jätteen määrää. 2001-kemian Nobel-palkinnon saaja Ryoji Noyori korosti sitä katalyyttiset prosessit edustavat "ainoita menetelmiä, jotka tarjoavat järkevän keinon tuottaa hyödyllisiä yhdisteitä taloudellisesti, energiaa säästävällä ja ympäristöystävällisellä tavalla".

Puhtaan kemian salaisuus

Katalyytit ovat aineita, jotka kiihdyttävät reaktioita, tyypillisesti mahdollistamalla kemiallisten sidosten rikkoutumisen ja / tai muodostumisen kuluttamatta prosessissa. Ne eivät ainoastaan ​​nopeuta reaktioita, vaan ne voivat myös helpottaa kemiallisia muutoksia, joita ei ehkä muuten esiinny.

Periaatteessa tarvitaan vain hyvin pieni määrä katalyyttiä tuottamaan runsaasti määriä tuotetta, jossa on vähemmän jätteitä.

Uusien katalyyttisten reaktioiden kehittyminen on yksi erityisen tärkeä vihreän kemian alue. Ympäristöystävällisyyden lisäksi nämä prosessit ovat myös tyypillisesti kustannustehokkaampia.

Katalyytit ovat monessa muodossa, mukaan lukien biologisia entsyymejä, pieniä orgaanisia molekyylejä, metallitja hiukkaset, jotka tarjoavat paremman pinnan, jotta reaktiot tapahtuvat. Noin 90% teollisista kemiallisista prosesseista käyttää katalyyttejä ja ainakin 15 Nobel-palkinnot on myönnetty katalyysitutkimukselle. Tämä on erittäin tärkeä ja aktiivinen alue sekä perustutkimuksessa että soveltavassa tutkimuksessa.

Mitä näkymät ovat?

Aiemmin 20-vuotta vihreän kemian perustamisen jälkeen alalla on tapahtunut valtavia edistysaskeleita. Parannuksia on kuitenkin edelleen huomattavaa.

Kemianteollisuudella on useita merkittäviä haasteita, sillä se vähentää riippuvuuttaan fossiilisista polttoaineista, jotta se voisi osallistua ilmastonmuutoksen torjuntaan yleisemmin.

Erityisiä haasteita ovat: hiilidioksidin talteenotto ja kiinnittäminen ja muut kasvihuonekaasut; kehittämään suurempaa valikoimaa biohajoavat muovit; - vähennetään jätteiden suurta määrää. \ t lääkkeiden valmistus; ja tehostetaan veden jakaminen käyttäen näkyviä valokatalyyttejä.

Historia viittaa siihen, että yhteiskunta voi kehittää luovia ratkaisuja monimutkaisiin ja vaikeisiin ongelmiin. Menestys edellyttää kuitenkin todennäköisesti yhteistä lähestymistapaa kaikilla tieteenaloilla, vahvaa johtajuutta ja halukkuutta investoida strategisesti inhimilliseen pääomaan ja arvostaa perustutkimusta.

Author

Alex Bissember, kemian johtaja, fysiikan tiedekunta, Tasmanian yliopisto

Tämä artikkeli julkaistiin alunperin Conversation. Lue alkuperäinen artikkeli.

Liittyvät kirjat

at InnerSelf Market ja Amazon