شیمی سبز - سپهرگاز کاویان

شیمی سبز:

شیمی سبز که به «شیمی پایدار» (Sustainable Chemistry) هم معروف است، به بخشی از رشته شیمی و مهندسی شیمی تلقی می‌شود که تمرکز آن بر طراحی محصولات و فرآیندهایی می‌باشد که استفاده و تولید مواد آلاینده خطرناک را به کمترین حالت می‌رسانند یا حذف می‌کنند. در کنار علم «شیمی محیط زیست» (Environmental Chemistry) که بر روی اثرات آلاینده مواد شیمیایی مانند CO2 و متان و… در طبیعت تمرکز دارد، شیمی سبز تمرکز خود را بر روی روش‌های فناورانه در کاهش آلایندگی و مصرف منابع تجدیدناپذیر قرار می‌دهد. اهداف شیمی سبز را می‌توان در زمینه‌های گسترده‌ای قرار داد که بیشتر آن‌ها معطوف به طراحی مولکول‌ها، مواد، محصولات و فرآیندهایی می‌باشد که شامل منابع کارآمد و ایمن باشند.

تاریخچه شیمی سبز:

شیمی سبز حاصل تلاش‌ها و ایده‌های مختلف در زمینه‌های اقتصادی اتم و کاتالیست‌ها می‌باشد که در دهه 1990 با افزایش توجه به مشکلات آلاینده‌های شیمیایی و کاهش منابع شکل گرفت. توسعه شیمی سبز در اروپا و آمریکا همراه با یک تغییر موضع در استراتژی‌ حل مسائل محیط زیستی بود. در واقعیت، به جای بهره‌گیری از دستورات و قوانین کنترل کننده و لزوم کاهش آلاینده‌های صنعتی مانند CO، CO2، NO2 در پایان فرآیند، به جلوگیری فعال از انتشار آلودگی به کمک طراحی خلاقانه محصولات فناورانه روی آوردند. اینگونه بوجود آمدن شیمی سبز در اواخر دهه 90 میسر شد.

بهره‌گیری از شیمی سبز:

تلاش‌های زیادی برای سنجش میزان پیروی از اصول شیمی سبز صورت گرفته و همچنین، اقداماتی برای تعیین متغیرهای مختلف در شیمی سبز همچون بازده شیمیایی، هزینه اجزای واکنش، ایمنی در مواد شیمیایی، سخت‌افزارها، پروفایل انرژی و سهولت در آماده‌سازی و خالص‌سازی فرآورده‌ها انجامگرفته است. شیمی سبز ابزار قدرتمندی برای محققان بمنظور سنجش اثرات زیست‌محیطی نانوتکنولوژی به شمار می‌آید. در واقع،‌ با توسعه فناوری نانو، تاثیرات این مواد بر روی محیط زیست و سلامت انسان، چه در محصولات و چه در فرآیند تولید باید مد نظر قرار بگیرند.

منابع و موآخذ:

https://blog.faradars.org/%D8%B4%DB%8C%D9%85%DB%8C-%D8%B3%D8%A8%D8%B2/

اصول 12 گانه شیمی سبز(Green Chemistry) کدامند؟
همه ما می‌دانیم که برخی از مواد شیمیایی در مرحله تولید و چرخه مصرف خود خطراتی را برای محیط زیست و موجودات زنده به همراه دارند.

همانطور که پیش‌تر گفته شد به مجموعه‌ای از محصولات و فرآیندهایی که برای کاهش و از بین بردن تولید ترکیبات سمی و مضر برای محیط زیست و موجودات زنده طراحی می‌شوند شیمی سبز گفته می‌شود.

سه نکته حائز اهمیتی که باید در مورد شیمی سبز بدانید این است که

در تمام مراحل طراحی و چرخه زندگی ترکیبات شیمیایی از شیمی سبز استفاده می‌شود.

هدف از شیمی سبز طراحی ماهیت ذاتی محصولات و فرایندهایی برای کاهش خطرات ذاتی آنها می‌باشد.

از این حوزه به عنوان سیستمی یکپارچه از اصول و معیارهای طراحی استفاده می‌شود.

این حوزه شامل دوازده اصل اساسی می‌باشد که چهارچوب‌های اصلی حرکت در این مسیر را مشخص می‌کند.

همانطور که می‌دانیم بسیاری از فرایندهای شیمیایی ذاتا خطرناک نیستند اما در اکثر موارد فرایندهای شیمیایی را با عنوان فرایندهایی خطرناک میشناسند، لازم به ذکر است که برخی از این فرآیندها می‌توانند اثراتی فاجعه بار و حتی مرگ را به همراه داشته باشند.

اصول 12 گانه شیمی سبز

این اصول در سال 1998 توسط Paul Anastas و John Warner تعریف شدند.

گفتنی است که برای طراحی محصولات جدید و فرآیندهای نو، برای تمامی مراحل از جمله انتخاب مواد اولیه، شرایط واکنشی، حمل و نقل و… از این اصول استفاده می‌شود.

در ادامه به این اصول و توضیحات آن میپردازیم:

1.اولین تعریف در اصول 12گانه جلوگیری می‌باشد.

منظور از این تعریف بهترین راه جلوگیری از تولید ضایعات می‌باشد، تا اینکه بخواهیم آنها را پس از تولید تمیز و اصلاح کنیم.

2.اقتصاد اتمی؛ در واقع هدف از این اصل این است که روش‌های سنتزی و واکنش‌ها باید به شیوه‌ای بهینه سازی شوند تا بیشترین محصول نهایی از مواد اولیه حاصل شود.

3.اصل بعدی، سنتز کمتر مواد شیمیایی سمی می‌باشد؛ به این صورت که سنتز باید به گونه‌ای انجام شود که استفاده و تولید ترکیبات سمی را به کمترین میزان ممکن برسانند.

4.طراحی مواد شیمیایی امن‌تر، به این دلیل که طراحی محصولات شیمیایی باید به گونه‌ای باشد تا خطرات کمتری را علاوه بر حفظ کارایی به همراه داشته باشند.
5.اصل پنجم استفاده از حلال‌ها و مواد کمکی امن‌ترمی‌باشد.
استفاده از حلال‌ها و سایر مواد کمکی باید به حداقل میزان ممکن برسد.

6.طراحی بر اساس بازده انرژی؛
گفتنی است که در اصل ششم باید بر اساس تاثیر اقتصادی و محیطی میزان انرژی مصرفی فرایندها در نظر گرفته شوند و این مقدار تا حد ممکن کاهش یابد.

لازم به ذکر می‌باشد فرایندهای سنتزی باید در دما و فشار محیط انجام شوند.

7.مواد اولیه استفاده شده باید تا جایی که ممکن است چه از نظر تکنیکی و چه از نظر اقتصادی از ترکیبات تجدید شونده انتخاب شوند به این اصل استفاده از مواد برگشت پذیر می‌گویند.
8.در اصل کاهش مشتقات اینگونه تعریف شده است که تولید مشتقات غیر ضروری باید به حداقل برسند به دلیل اینکه هم مواد اضافی برای تولید آنها مورد نیاز است و هم میزان ضایعات کاهش می‌یابد.

9.توجه داشته باشید که استفاده از کاتالیست باید نسبت به استفاده از ترکیبات استوکیومتریک برتری داشته باشد.

10.طراحی محصولات برای تخریب شدن این اصل به این صورت است که مواد شیمیایی باید به گونه‌ای طراحی شوند که پس از استفاده تخریب شده و اثری از آنها در طبیعت باقی نماند.
11.اصل یازدهم آنالیز زمان واقعی برای جلوگیری از آلودگی می‎‌باشد.

روش های آنالیز برای مانیتور و مشاهده تشکیل مواد سمی باید گسترش داده شوند تا پیشاپیش از تشکیل آنها جلوگیری شود.

12.جلوگیری از اتفاقات احتمالی
مواد و فرمی از آنها که در فرآیند مورد استفاده قرار می‌گیرند باید به گونه ای انتخاب شوند تا خطرات احتمالی مانند نشت ، انفجار و .. را به حداقل میزان ممکن برسانند.