Utvecklingen och utvecklingen av den kemiska industrin är direkt ansvarig för många av de tekniska framsteg som har uppstått sedan det sena 19-talet.

Det var dock inte förrän 1980: erna att Miljö blev en prioritet för den kemiska industrin. Detta leddes till stor del av strängare miljöregler och ett behov av att ta itu med sektorns dåliga rykte, särskilt på grund av förorening och industriolyckor.

Men branschen förbättras nu snabbt, och denna förändrade inställning har gett upphov till framväxten av grön kemi.

Vad är grön kemi?

Hållbarhet blir allt viktigare i nästan alla branscher och kemi är inte annorlunda.

Grön kemi syftar till att minimera kemikalieindustrins miljöpåverkan. Detta inkluderar att flytta bort från olja till förnybara källor där det är möjligt.

Grön kemi prioriterar också säkerheten, förbättrar energieffektiviteten och, viktigast av allt, att minimera (och helst) eliminera giftigt avfall från början.

Viktiga exempel på grön kemi inkluderar: avveckling av användningen av klorfluorkolväten (CFC) i kylmedel, som har spelat en roll för att skapa ozonhål; utveckla effektivare sätt att tillverka läkemedel, inklusive den välkända smärtstillande läkaren ibuprofen och kemoterapi läkemedel taxol; och utveckla billigare, effektivare solceller.

Behovet av att anpassa sig

Att göra kemiska föreningar, särskilt organiska molekyler (bestående främst av kol och väteatomer), ligger till grund för stora multinationella industrier från parfymer till plast, odling till tyg och färgämnen till droger.

I en perfekt värld skulle dessa vara förberedda från billiga förnybara källor i en praktisk, effektiv, säker och miljövänlig kemisk reaktion. Tyvärr, med undantag för de kemiska processerna som finns i naturen, är flertalet kemiska processer inte helt effektiva, kräver flera reaktionsteg och genererar farliga biprodukter.

Medan tidigare traditionella avfallshanteringsstrategier fokuserade endast på bortskaffande av giftiga biprodukter har dagens insatser skiftats för att eliminera avfall från början genom att göra kemiska reaktioner effektivare.

Denna anpassning har delvis lett till tillkomsten av mer sofistikerade och effektiva katalytiska reaktioner, vilket minskar mängden avfall. 2001-kemi Nobelpristagaren Ryoji Noyori betonade det katalytiska processer representerar "de enda metoder som erbjuder det rationella sättet att producera användbara föreningar på ett ekonomiskt, energibesparande och miljövänligt sätt".

En hemlighet till renare kemi

Katalysatorer är ämnen som accelererar reaktioner, typiskt genom att kemiska bindningar bryts och / eller bildas utan att konsumeras i processen. De snabbar inte bara reaktionerna, men de kan också underlätta kemiska omvandlingar som annars inte skulle kunna uppstå.

I princip behövs endast en mycket liten kvantitet av katalysator för att generera rikliga mängder av en produkt med reducerade avfallshaltar.

Utvecklingen av nya katalytiska reaktioner är ett särskilt viktigt område med grön kemi. Förutom att vara miljövänligare är dessa processer också vanligtvis mer kostnadseffektiva.

Katalysatorer tar många former, inklusive biologiska enzymer, små organiska molekyler, metaller, och partiklar som ger en bättre yta för reaktioner att äga rum. Omkring 90% av industriella kemiska processer använder katalysatorer och åtminstone 15 Nobelpriser har tilldelats för katalysforskning. Detta utgör ett oerhört viktigt och aktivt område för både grundläggande och tillämpad forskning.

Vad är utsikterna?

Under de senaste 20-åren sedan grön kemi upprättades har det skett enorma framsteg inom branschen. Det finns emellertid fortfarande ett stort utrymme för förbättring.

Kemisk industri står inför ett antal betydande utmaningar, från att minska sitt beroende av fossila bränslen för att spela sin roll när det gäller att hantera klimatförändringen mer allmänt.

Särskilda utmaningar är: fånga och fixera koldioxid och andra växthusgaser; utveckla ett större utbud av biologiskt nedbrytbar plast; minska de höga halterna av avfall i farmaceutisk läkemedelsframställning; och förbättra effektiviteten av vattenavskiljning med användning av synliga ljusfotokatalysatorer.

Historien föreslår att samhället kan utveckla kreativa lösningar på komplexa, otänkbara problem. Men framgång kommer sannolikt att kräva ett samordnat tillvägagångssätt inom alla vetenskapsområden, starkt ledarskap och en vilja att strategiskt investera i humankapital och värdera grundforskning.

Om författaren

Alex Bissember, universitetslektor i kemi, skola för fysiska vetenskaper, University of Tasmania

Den här artikeln publicerades ursprungligen den Avlyssningen. Läs ursprungliga artikeln.

relaterade böcker

at InnerSelf Market och Amazon