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绿色化学:改变一个行业

没有绿色材料,就无法进行绿色设计,材料创新往往来自化学家。化学家还自行生产许多产品:油漆、粘合剂、清洁产品、整个行业。那么化学家们在做什么来拯救世界呢?

目前世界上有一位著名的绿色化学家:布朗嘉(创办人)EPEA,联合创始人麦克唐纳·布朗艺术设计化学和合著者从摇篮到摇篮).世界还需要大约一百个。

世界正在发生变化以前写过关于立法(主要是在欧盟)收紧有毒物质标准,以及关于消除当今三大关键差距所需的巨大进步:知识(不仅是普通公众和政府,而且是化学工业本身)、安全(优先考虑危害和制定限值)和技术(开发更安全、更环保的替代品)。但立法可能缓慢而多变,而该行业有着巨大的惯性;许多资金雄厚的团体,如美国化学委员会为现状游说。化学家们在做什么来领导?

事实证明,他们在做很多事情。一些研究人员正在开发不使用石化产品的替代塑料,一些协会正在其成员中优先考虑绿色,整个绿色化学研究所正在成立,一些团体正在尝试教化学家如何使其工艺绿色化。可持续化学是一个婴儿,三十年前出生,但现在才开始爬行;让我们帮助它站起来。

绿色塑料

如果“新车味”是新鲜烤土豆或烤玉米的味道呢?在过去五年中,一些生物塑料制造商已经上市,更多的还在实验室中。罗登堡生物聚合物荷兰生产用于一次性餐具和包装的马铃薯淀粉塑料,以及几家公司在中国销售玉米淀粉或马铃薯淀粉餐具;足够让它有一个时髦词,“矮人”.自然工场在市场上有足够稳固的立足点古老的 消息对很多人来说。一个不太知名的竞争对手是PHA by麦卡博利克斯. PHA比PLA具有更好的工程性能(你不能用纯PLA制造手机外壳,但你可以用PHA制造);然而,它有两个严重的缺点。根据2000年这个美好的年份科学美国人文章(重新发布在mindfully.org上)称,制造PHA“将消耗比大多数石化制造路线更多的化石资源”。第二个缺点是,制造PHA需要对玉米作物进行基因改造,成本低廉。

去年,Richard Wool在德拉瓦大学创建鸡毛大豆复合材料电路板。它们不仅取代了不可回收、能源密集的玻璃纤维和环氧材料,而且是“一种具有高速电子特性的更轻、更强、更便宜的产品。”这一点尤其重要,因为电路板通常在计算机或其他消费电子设备的任何部分中具有最高的生态影响——超过塑料外壳,有时甚至超过电路板上的电子元件。鸡毛/大豆复合材料也可以用作其他应用的结构材料。多年来,这所大学的英亩该团队(可再生资源的廉价复合材料)一直在研究不同的化学途径和原料,以确定用大豆制造塑料的最高性能和最低成本的方法。

也许最令人兴奋的是制造能吸收二氧化碳的塑料。两年前,杰夫·科茨实验室康奈尔大学开发了一种类似聚苯乙烯的塑料二氧化碳和橙皮.现在他有一家小的创业公司,诺莫尔,使之商业化。正如他的康奈尔集团网站所说,“尽管据估计,自然界每年利用二氧化碳通过光合作用生成2000亿吨以上的葡萄糖,但合成化学家在开发利用这种有吸引力的原材料的高效催化过程方面几乎没有取得令人尴尬的成功。”这些页面继续描述他们发现的催化剂,这让他们实现了突破。在接下来的几年里,请关注PLC(聚烯碳酸酯)以及Novomer正在生产的其他聚合物和催化剂。

协会和机构

一些知名组织正在开始推动绿色化学。在世界20多个国家有绿色化学机构和网络ACS绿色化学研究所在美国有一个体面的名单英国政府的化学创新网络有一个强大的可持续发展计划,称为竞彩足球app怎么下载“水晶法拉第伙伴关系”.他们明确了任务的重要性:
“在发达国家,人们认识到,一个过程中使用的生产材料只有7%最终成为最终产品,80%的产品在一次使用后被丢弃。因此,我们必须设法减少材料资源,并确保释放到环境中的任何材料都不会有毒、有害或持久。”
英国最大、最受尊敬的化学家团体之一化学工程师协会(IChemE)正在庆祝其成立50周年和2007年禧年报告“这不仅仅是对过去成功的报道。这更像是一场战斗的召唤”行政长官他说:“在未来十年,化学工程师的工作将是我们解决气候变化、减少废物和获得清洁水等全球问题的关键。”该报告介绍了在环境安全、能源、水和其他可持续性问题上取得的进展。它以外行为目标,散布着成功的故事和挑战。例如,生产可以让水果或蔬菜“呼吸”的袋子,延长保质期;这听起来并不令人兴奋,直到他们指出“更长的寿命意味着农产品可以通过海运而不是公路运输(产生228倍的二氧化碳排放量)和空运(产生90倍的二氧化碳排放量)。”另一个金块:“自助餐厅的食物垃圾产生沼气的潜力几乎是动物粪便的十倍,使其成为一种有趣的可再生能源潜在来源。”甚至还竞彩足球app怎么下载有一些仿生学:他们提到了一种新的、更安全的工业漂白方法,该方法基于黄石国家公园发现的一种微生物酶。

培训和指导

目前,公司、政府、非政府组织和大学之间的绿色化学知识只是涓涓细流。公司的化学信息是专有的,许多环境影响从未被测量过,更不用说公开了。一些大学和政府机构拥有一些特定化学品的数据,但ack是一个集中的信息交换所。MBDC可能有最好的化学环境数据数据库,但它是私人和昂贵的信息。打开这些知识流的水龙头,把它们都放在一个足够大的浴缸里,让它们飞溅进来,这可能是该行业目前最重要的一步。有几个团体正试图打开水龙头。

英国的化学创新网络有一个路线图可持续技术,包括趋势和驱动因素、行业的特定需求、商业案例、技术回顾和案例研究。这些都是针对化学行业的每个人的。加州大学伯克利分校加州绿色化学政策领导框架为立法者推荐政策方向。对于消费者生态中心编写一份汽车有毒化学品消费者指南,HealthyCar.org。该网站根据室内空气质量对200多辆汽车进行排名,并对儿童汽车座椅进行溴化阻燃剂评级,并解释需要关注的化学品以及原因。

希望学习的化学家应该查阅EPA 2002年的教科书,绿色工程:化工过程的环境意识设计.还有一个更新的EPA工具,可下载绿色化学专家系统. 这是一款“允许用户建立绿色化学工艺、设计绿色化学产品或调查绿色化学领域”的软件。对于技术含量较低的介绍,他们有一个网页,列出他们的绿色化学十二原则:
1.防止浪费
2.设计更安全的化学品和产品
3.设计无危险的化学合成
4.使用可再生原料
5.使用催化剂,而不是化学计量试剂
6.避免使用化学衍生物
7.最大化原子经济
8.使用更安全的溶剂和反应条件:
9提高能源效率
10.设计使用后可降解的化学品和产品
11、实时分析,防止污染
12.尽可能降低事故发生的可能性
这些原则中的大多数都是为了让自己不那么糟糕。迈克尔·布劳加特(Michael Braungart)令人信服地辩称,我们需要射得更高,我们需要瞄准好的目标。零不是一个积极的结果。但其中一些是积极的目标,而对于那些不积极的目标,即使我们现在能做到的不那么糟糕,我们也需要记住一个长期的积极目标。

一些奖项甚至还颁发给了绿色化学:英国的绿色化学网络已经取得了成功七年奖美国环保署有一个总统绿色化学挑战奖. 澳大利亚皇家化学研究所也有一个绿色化学挑战奖.

化学的未来

化工市场是否会像一些行业开始做的那样,自行走向绿色?目前还没有。米高·威尔逊加州大学伯克利分校的一位研究员告诉我,“绿色化学企业家很难进入市场,因为在化学毒性方面存在根本性的数据缺口,这使得购买者无法选择更安全的化学品……因此,市场的运作效率非常低,需要通过公共政策进行纠正。”他说,“通过要求生产商生成和分发关于化学毒性的标准化、可靠的信息(供下游工业、企业、消费者和工人使用),我们将为绿色化学企业家打开新市场。”这就是开始提到的知识缺口,上述团体正在努力填补这一缺口。

威尔逊对他所认识的绿色化学企业家充满了希望,他们“拥有一些由可靠数据支持的优秀产品,这些产品可以显著降低成本,并对环境做出重大贡献。”(例如,高级生物催化剂诺维信.)

但在市场转向绿色之前,我们还需要弥合安全差距:“监管(如RoHS、WEEE和REACH)[需要]强制清洁技术变革(这不会以任何其他方式发生)。”最后,他认为“国家在绿色化学研究、教育、技术援助方面的投资,这样的组合——新的法规、有针对性的研究和大胆的创新承诺——将缩小技术差距,为我们提供替代方案,并推动新产业走上光明绿色未来的正确道路。

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