Yeni bir makale, modern kimya topluluğunu çevresel sürdürülebilirliğe öncelik vermeye teşvik ederek güvenli, verimli ve döngüsel kimya uygulamalarına yönelik bir paradigma değişikliğinin gerekliliğini vurguluyor. Yeni kimyasalların hem insanlık hem de çevre üzerindeki yaşam döngüsü etkisini dikkate alan sorumlu bir yaklaşımı savunur.
Nature Reviews Chemistry’deki bir yorumda, Ph.D. Amsterdam Üniversitesi Van ‘t Hoff Moleküler Bilimler Enstitüsü’nden öğrenci Hannah Flerlage ve doçent Chris Slootweg, günümüz kimyagerlerinin ufuklarını genişletmeleri ve kimyanın “reaksiyon kabı ve davlumbazın ötesindeki” etkilerini dikkate almaları gerektiğini savunuyorlar. Gittikçe kötüleşen çevresel krizlerle mücadele etmek ve gerçek sürdürülebilirliğe ulaşmak için kimyanın verimlilik, güvenlik ve döngüsellik üzerinde birleşik bir odaklanma geliştirmesi gerekiyor.
Flerlage ve Slootweg’in belirttiği gibi, modern kimya kelimenin tam anlamıyla saçmalıktır. maddenin çıkarılmasından kirliliğe giden yolunu kolaylaştırır. Hem kimyasal üretim süreçlerinden hem de bunların çoğunlukla kısa ömürlü son ürünlerinden kaynaklanan her türlü atık, insan sağlığı sorunlarına ve değişen ölçeklerde çevre felaketlerine yol açmıştır.
Kuşkusuz, geçtiğimiz on yıllarda giderek daha sürdürülebilir hale geldi. Tehlikeli maddelerin ve atıkların kullanımını en aza indiren ve hatta ortadan kaldıran sentetik yöntemler kullanıma sunuldu. Ancak Flerlage ve Slootweg retorik bir şekilde şunu soruyor: Kimya henüz orada mı? Cevapları: “Hiç de değil!”
Onlara göre kimyagerler “harika moleküller”in ve “harika kimyanın” ötesine bakmaya başlamalı. Elbette estetik açıdan hoş moleküller yaratmak eğlenceli ve ödüllendirici olabilir. Ancak bu, modern dünyada kimyanın rolünü göz ardı ediyor.
Örnek olarak, 2022’de ‘Yılın Molekülü’ seçilen bir molekül olan perflorokuban’a atıfta bulunuyorlar. Sentezi muhteşem bir başarı olabilir ve muhtemelen gelecekte potansiyel uygulamalar olacaktır. Ancak birden fazla karbon-flor bağı içeren yapısı, perflorokubanın çevrede kalacağını ve biyolojik olarak birikeceğini öne sürüyor.
Kısacası kimyanın geleceği: Verimlilik, güvenlik ve güvenlik konularına üçlü odaklanma Kimyayı sürdürülebilirliğe yönlendirmek için döngüselliğe ihtiyaç var. Kredi: HIMS
Flerlage ve Slootweg, modern kimyanın bu tür çevresel kaygıları en başından itibaren ciddiye alması gerektiğini savunuyor. Hatta kimyasal kirliliğe yol açacak kimya geliştirmenin etik olmadığını düşünecek kadar ileri gidiyorlar. Kötü tasarlanmış bileşiklere, özellikle de per- ve poliflorlu alkil maddeler ve bromlu alev geciktiriciler gibi “sonsuza kadar kimyasallara” son verilmesi çağrısında bulunuyorlar.
Sistem düşüncesi
Kimya, bilimin bilimi olduğundan Flerlage ve Slootweg, yalnızca yeni moleküllerin yaratılmasının yanı sıra maddenin dönüştürülmesinin de, dünya kaynaklarını en etkili şekilde kullanan ve sürdürülebilirliği artıran güvenli kimya ve kimyasallar geliştirme sorumluluğuna dikkat çekiyor.
Bu, sistem düşüncesine dayalı bir yaklaşım gerektirir. Sürdürülebilirliğin yeni ortaya çıkan bir özellik olarak tanınmasına dayanan ve sürdürülebilirliğin moleküler temelinin anlaşılmasıyla yönlendirilen bir yaklaşımdır. Bu, kimyanın yalnızca yenilenebilir kaynakların kullanımına ve üretim atıklarının azaltılmasına odaklanmaması gerektiği anlamına gelir. Aynı zamanda (yeni) kimyasalların yaşam döngüsü çevresel ayak izlerini ve genel çevresel etkilerini de dikkate almalıdır.
Örnek olarak, Flerlage ve Slootweg, biyoPE gibi, biyo-bazlı polimerlerden yapılan ve biyo-bazlı polimerlerden söz etmektedir. biyoetanol. Bu polimerler fosil kaynaklarının kullanımını azaltır ancak geri dönüştürülebilirliği veya biyolojik olarak parçalanabilirliği iyileştirmez. Böylece plastik kirliliğine katkıda bulunmaya devam ediyorlar.
Daha zorlu, daha ödüllendirici
Flerlage ve Slootweg, makalelerinde, her ikisi de kimyasal süreçlerle ilgili olarak verimlilik, güvenlik ve döngüselliğe üçlü bir odaklanmayı savunuyorlar (sentez) ve ürünler (kimyasal yapı). Modern kimyanın bu üç temel değeri yeşil kimya, güvenli ve sürdürülebilir tasarım ve döngüsel kimya paradigmalarıyla tanımlanmaktadır. Kimyanın sürdürülebilirliğe gerçek bir katkıda bulunması isteniyorsa bunların tümüne aynı anda uyulması gerekir.
Flerlage ve Slootweg, tüm bunların kimyayı daha zorlu ama aynı zamanda daha ödüllendirici hale getireceğini yazıyor. “Ufkumuzu genişletmemiz ve kimyamızı reaksiyon kabı ve çeker ocak ötesinde düşünmemiz gerekiyor: Yaptığımız moleküller ve materyaller teknosfer (endüstriyel sistemler ve toplum) ve biyosfer (doğa) ile nasıl etkileşime giriyor?” Onlara göre kimya, yalnızca döngüsel tasarımı, yaşam döngüsü düşüncesini, insan ve çevre toksikolojisini ve çevresel ve sosyal etki değerlendirmesini tamamen benimsediğinde sürdürülebilirlik üzerinde gerçek ve olumlu bir etkiye sahip olacaktır.
Referans: “Modern kimya, çöp”, Hannah Flerlage ve J. Chris Slootweg, 31 Temmuz 2023, Nature Reviews Chemistry.
DOI: 10.1038/s41570-023-00523-9