Utviklingen og utviklingen av kjemisk industri er direkte ansvarlig for mange av teknologiske fremskritt som har dukket opp siden slutten av det nittende århundre.

Det var imidlertid ikke før 1980s at miljøet ble en prioritet for kjemisk industri. Dette ble i stor grad forårsaket av strengere miljøregler og et behov for å takle sektorens dårlige rykte, særlig på grunn av forurensning og industriulykker.

Men industrien er nå raskt bedre, og denne skiftende tankegangen har gitt bakteppet for fremveksten av grønn kjemi.

Hva er grønn kjemi?

Bærekraft blir stadig viktigere i nesten alle bransjer og kjemi er ikke annerledes.

Grønn kjemi Målet er å minimere miljøpåvirkningen av kjemisk industri. Dette inkluderer å flytte bort fra olje til fornybare kilder der det er mulig.

Grønn kjemi prioriterer også sikkerhet, forbedrer energieffektiviteten og, viktigst, minimerer (og ideelt) eliminering av giftig avfall fra begynnelsen.

Viktige eksempler på grønn kjemi inkluderer: utfasing av bruk av klorfluorkarboner (KFK) i kjølemidler, som har spilt en rolle i å skape ozonhull; utvikle mer effektive måter å lage legemidler på, inkludert den kjente smertestillende middel ibuprofen og kjemoterapi stoff taxol; og utvikle billigere, mer effektiv solceller.

Behovet for å tilpasse seg

Å lage kjemiske forbindelser, spesielt organiske molekyler (består hovedsakelig av karbon og hydrogenatomer), er grunnlaget for store multinasjonale næringer fra parfymer til plast, oppdrett til stoff og fargestoffer til rusmidler.

I en perfekt verden ville disse være forberedt på billige, fornybare kilder i en praktisk, effektiv, sikker og miljøvennlig kjemisk reaksjon. Dessverre, med unntak av kjemiske prosesser funnet i naturen, er flertallet av kjemiske prosesser ikke helt effektive, krever flere reaksjonstrinn og genererer farlige biprodukter.

Mens tidligere tradisjonelle avfallshåndteringsstrategier fokusert bare på avhending av giftige biprodukter, har dagens arbeid skiftet til å eliminere avfall fra begynnelsen ved å gjøre kjemiske reaksjoner mer effektive.

Denne tilpasningen har til dels ført til fremkomsten av mer sofistikerte og effektive katalytiske reaksjoner, som reduserer mengden avfall. 2001 Chemistry Nobel Laureate Ryoji Noyori understreket det katalytiske prosesser representerer "de eneste metodene som gir et rasjonelt middel til å produsere nyttige forbindelser på en økonomisk, energibesparende og miljømessig god måte".

En hemmelighet til renere kjemi

Katalysatorer er stoffer som akselererer reaksjoner, vanligvis ved at kjemiske bindinger blir brutt og / eller dannet uten å bli konsumert i prosessen. Ikke bare øker de reaksjonene, men de kan også lette kjemiske transformasjoner som ellers ikke kan oppstå.

I prinsippet er det bare nødvendig med en meget liten mengde katalysator for å generere store mengder av et produkt, med redusert avfallsnivå.

Utviklingen av nye katalytiske reaksjoner er et spesielt viktig område med grønn kjemi. I tillegg til å være mer miljøvennlige, er disse prosessene også typisk mer kostnadseffektive.

Katalysatorer tar mange former, inkludert biologiske enzymer, små organiske molekyler, metaller, og partikler som gir et bedre overflate for reaksjoner å finne sted. Om lag 90% av industrielle kjemiske prosesser bruker katalysatorer og minst 15 Nobelprisene har blitt tildelt for katalyseforskning. Dette representerer et enormt viktig og aktivt område for både grunnleggende og anvendt forskning.

Hva er utsikterna?

I de siste 20 årene siden grønn kjemi ble etablert, har det vært store fremskritt i bransjen. Likevel er det fortsatt et betydelig forbedringsrom.

Den kjemiske industrien står overfor en rekke betydelige utfordringer, fra å redusere avhengigheten av fossile brensler til å spille sin rolle i å takle klimaendringene mer generelt.

Spesifikke utfordringer er: fange og fikse karbondioksid og andre drivhusgasser; utvikle et større utvalg av bionedbrytbar plast; redusere de høye nivåene av avfall i farmasøytisk medisinering; og forbedre effektiviteten av vann-splitting bruker synlige lys fotokatalysatorer.

Historien antyder at samfunnet kan utvikle kreative løsninger på komplekse, uhåndterlige problemer. Suksess vil imidlertid trolig kreve samordnet tilnærming på alle områder av vitenskap, sterk ledelse og vilje til strategisk å investere i menneskelig kapital og verdsette grunnleggende forskning.

Om forfatteren

Alex Bissember, Seniorlærer i kjemi, Fysisk fakultet, University of Tasmania

Denne artikkelen ble opprinnelig publisert på Den Conversation. Les opprinnelige artikkelen.

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon