Hóa học xanh

50
Hóa học xanh (hay còn gọi là hóa học bền vững) là một khái niệm chỉ một ngành hóa học và kỹ thuật khuyến khích việc thiết kế các sản và quá trình giảm thiểu việc sử dụng và tạo ra các chất độc hại. Hóa học xanh tìm cách giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm tại nguồn của nó. Năm 1990 các Đạo luật phòng chống ô nhiễm đã được thông qua tại Hoa Kỳ. Hành động này đã giúp tạo ra một cách xử lý ô nhiễm độc đáo và sáng tạo. Nó nhằm mục đích tránh những vấn đề trước khi chúng xảy ra. Như một triết lý hóa học, hóa học xanh áp dụng cho hóa hữu cơ, hóa học vô cơ, hóa sinh, hóa phân tích, và thậm chí hóa học vật lý. Trọng tâm là giảm thiểu các nguy hiểm và tối đa hóa hiệu quả của sự lựa chọn bất kỳ hóa chất sử dụng. Khác biệt với hóa học môi trường là tập trung vào các hiện tượng hóa học trong môi trường. Giải Nobel Hoá học năm 2005 được trao cho 3 nhà khoa học Robert H. Grubbs và Richard R. Schrock đến từ Mỹ, cùng Yves Chauvin đến từ Pháp, nhờ việc tìm ra cách làm giảm chất thải độc hại khi tạo ra các hoá chất mới, giảm thiểu chất thải độc hại bằng một quá trình sản xuất thông minh hơn. Họ đã phát triển ra phương pháp hoán vị trong quá trình tạo ra các phân tử hữu cơ mới. [sửa ] Các nguyên tắc cơ bản Bài hoặc đoạn này cần được wiki hóa theo các quy cách định dạng và văn phong Wikipedia. Xin hãy giúp phát triển bài này bằng cách liên kết trong đến các mục từ thích hợp khác. Trong cuốn sách xuất bản vào năm 1998 mang tựa đề Ngành hóa chất xanh: Lý thuyết và thực tiễn (Nhà Xuất bản Đại học Oxford), Paul Anastas và John Warner đã đưa ra 12 nguyên tắc như một lộ trình cho các nhà hóa học trong việc thực hiện hóa chất xanh. 1. Ngăn ngừa: Tốt nhất là ngăn ngừa sự phát sinh của chất thải hơn là là xử lý hay làm sạch chúng.

Transcript of Hóa học xanh

Page 1: Hóa học xanh

Hóa học xanh (hay còn gọi là hóa học bền vững) là một khái niệm chỉ một ngành hóa học và kỹ thuật khuyến khích việc thiết kế các sản và quá trình giảm thiểu việc sử dụng và tạo ra các chất độc hại. Hóa học xanh tìm cách giảm thiểu và ngăn ngừa ô nhiễm tại nguồn của nó.

Năm 1990 các Đạo luật phòng chống ô nhiễm đã được thông qua tại Hoa Kỳ. Hành động này đã giúp tạo ra một cách xử lý ô nhiễm độc đáo và sáng tạo. Nó nhằm mục đích tránh những vấn đề trước khi chúng xảy ra.

Như một triết lý hóa học, hóa học xanh áp dụng cho hóa hữu cơ, hóa học vô cơ, hóa sinh, hóa phân tích, và thậm chí hóa học vật lý. Trọng tâm là giảm thiểu các nguy hiểm và tối đa hóa hiệu quả của sự lựa chọn bất kỳ hóa chất sử dụng. Khác biệt với hóa học môi trường là tập trung vào các hiện tượng hóa học trong môi trường.

Giải Nobel Hoá học năm 2005 được trao cho 3 nhà khoa học Robert H. Grubbs và Richard R. Schrock đến từ Mỹ, cùng Yves Chauvin đến từ Pháp, nhờ việc tìm ra cách làm giảm chất thải độc hại khi tạo ra các hoá chất mới, giảm thiểu chất thải độc hại bằng một quá trình sản xuất thông minh hơn. Họ đã phát triển ra phương pháp hoán vị trong quá trình tạo ra các phân tử hữu cơ mới.

[sửa] Các nguyên tắc cơ bản

Bài hoặc đoạn này cần được wiki hóa theo các quy cách định dạng và văn phong Wikipedia.Xin hãy giúp phát triển bài này bằng cách liên kết trong đến các mục từ thích hợp khác.

Trong cuốn sách xuất bản vào năm 1998 mang tựa đề Ngành hóa chất xanh: Lý thuyết và thực tiễn (Nhà Xuất bản Đại học Oxford), Paul Anastas và John Warner đã đưa ra 12 nguyên tắc như một lộ trình cho các nhà hóa học trong việc thực hiện hóa chất xanh.

1. Ngăn ngừa: Tốt nhất là ngăn ngừa sự phát sinh của chất thải hơn là là xử lý hay làm sạch chúng.

2. Tính kinh tế: Các phương pháp tổng hợp phải được thiết kế sao cho các nguyên liệu tham gia vào quá trình tổng hợp có mặt tới mức tối đa trong sản phẩm cuối cùng.

3. Phương pháp tổng hợp ít nguy hại: Các phương pháp tổng hợp được thiết kế nhằm sử dụng và tái sinh các chất ít hoặc không gây nguy hại tới sức khỏe con người và cộng đồng.

4. Hóa chất an toàn hơn: Sản phẩm hóa chất được thiết kế, tính toán sao cho có thể đồng thời thực hiện được chức năng đòi hỏi của sản phẩm nhưng lại giảm thiểu được tính độc hại.

5. Dung môi và các chất phụ trợ an toàn hơn: Trong mọi trường hợp có thể nên dùng các dung môi, các chất tham gia vào quá trình tách và các chất phụ trợ khác không có tính độc hại.

Page 2: Hóa học xanh

6. Thiết kế nhằm sử dụng hiệu quả năng lượng: Các phương pháp tổng hợp được tính toán sao cho năng lượng sử dụng cho các quá trình hóa học ở mức thấp nhất. Nếu như có thể, phương pháp tổng hợp nên được tiến hành ở nhiệt độ và áp suất bình thường.

7. Sử dụng nguyên liệu có thể tái sinh: Nguyên liệu dùng cho các quá trình hóa học có thể tái sử dụng thay cho việc loại bỏ.

8. Giảm thiểu dẫn xuất: Vì các quá trình tổng hợp dẫn xuất đòi hỏi thêm các hóa chất khác và thường tạo thêm chất thải.

9. Xúc tác: Tác nhân xúc tác nên dùng ở mức cao hơn so với đương lượng các chất phản ứng.

10. Tính toán, thiết kế để sản phẩm có thể phân hủy sau sử dụng: Các sản phẩm hóa chất được tính toán và thiết kế sao cho khi thải bỏ chúng có thể bị phân huỷ trong môi trường.

11. Phân tích thời gian hữu ích để ngăn ngừa ô nhiễm: Phát triển các phương pháp phân tích cho phép quan sát và kiểm soát việc tạo thành các chất thải nguy hại.

12. Hóa học an toàn hơn để đề phòng các sự cố: Các hợp chất và quá trình tạo thành các hợp chất sử dụng trong các quá trình hóa học cần được chọn lựa sao cho có thể hạn chế tới mức thấp nhất mối nguy hiểm có thể xẩy ra do các tai nạn, kể cả việc thải bỏ, nổ hay cháy, hóa chất.

[sửa] Các phương pháp hóa học xanh

Có nhiều phương pháp để “xanh hóa” những công nghệ hóa học. Những phương pháp này có thể thực hiện riêng lẻ hay phối hợp trong các qui trình của công nghệ hóa học, nhằm mục tiêu làm tăng hiệu suất và giảm lượng thải độc hại.

Xúc tác xanh Dung môi xanh Phương pháp vi sóng–siêu âm Vi bình phản ứng (micro reactor

GreenBiz.vn - Triển khai chương trình phát triển vật liệu xây dựng không nung, từng bước thay thế gạch đất sét nung, cần có những bước đột phá, về đầu tư công nghệ thiết bị, nhất là trong khâu tiếp cận các công trình xây dựng và thay đổi thói quen sử dụng vật liệu nung thông thường.

Chương trình phát triển vật liệu xây không nung (VLXKN) đến năm 2020, được Chính phủ

phê duyệt, trong đó đặt ra những mục tiêu cụ thể như phát triển sản xuất và sử dụng VLXKN

thay thế gạch đất sét nung đạt tỷ lệ: 20 đến 25% vào năm 2015, và đạt 30 đến 40% vào năm

Page 3: Hóa học xanh

2020; hằng năm sử dụng khoảng 15 đến 20 triệu tấn phế thải công nghiệp (tro xỉ nhiệt điện,

xỉ lò cao...) để sản xuất VLXKN, tiết kiệm được khoảng 1.000 ha đất nông nghiệp và hàng

trăm ha diện tích đất chứa phế thải; tiến tới xóa bỏ hoàn toàn các cơ sở sản xuất gạch đất

sét nung bằng lò thủ công. 

Chính phủ cũng yêu cầu tăng dần sử dụng VLXKN cụ thể từ năm 2011, các công trình nhà

cao tầng (từ 9 tầng trở lên) sử dụng tối thiểu 30% VLXKN loại nhẹ (khối lượng thể tích không

lớn hơn 1.000 kg/m3) trong tổng số vật liệu xây, đồng thời khuyến khích các công trình xây

dựng sử dụng VLXKN khác có độ rỗng lớn hơn 30% và VLXKN loại nhẹ.  Ngoài ra, các dự

án chế tạo thiết bị sản xuất VLXKN nhẹ và sản xuất gạch xi-măng - cốt liệu công suất từ bảy

triệu viên quy chuẩn/năm trở lên còn được hưởng ưu đãi như đối với các dự án thuộc

Chương trình Cơ khí trọng điểm... 

 

 

Bộ Xây dựng cũng đã nghiên cứu ban hành nhiều chính sách, tạo điều kiện thuận lợi để phát

triển lĩnh vực sản xuất VLXKN. Phó vụ trưởng Vụ Vật liệu xây dựng (Bộ Xây dựng) Phạm

Văn Bắc cho biết, các doanh nghiệp (DN) sản xuất VLXKN hoặc chế tạo thiết bị, máy móc

phục vụ sản xuất VLXKN sẽ được hưởng ưu đãi về thuế như: Ðược áp dụng thuế suất thuế

giá trị gia tăng 5%, miễn thuế thuê đất bốn năm, ưu đãi về thuế thu nhập DN, thuế xuất nhập

khẩu, hỗ trợ vay vốn, mặt bằng đầu tư. 

Bộ Xây dựng cũng có kế hoạch hỗ trợ DN đầu tư sản xuất VLXKN bằng các giải pháp hoàn

thiện công nghệ sản xuất trong điều kiện cụ thể của Việt Nam. 

Page 4: Hóa học xanh

Ðồng thời cam kết rà soát, xem xét hoàn chỉnh và sớm ban hành đồng bộ các hệ thống tiêu

chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật, các quy trình, quy phạm hướng dẫn thi công và các định mức

kinh tế - kỹ thuật có liên quan đến sản xuất và ứng dụng VLXKN. 

Theo số liệu thống kê của Vụ Kiến trúc, quy hoạch xây dựng (Bộ Xây dựng), tốc độ đô thị hóa

của Việt Nam sẽ tăng từ 25,8% năm 2004 đến hơn 45% năm 2025. Ðiều này đồng nghĩa với

nhu cầu rất lớn về vật liệu xây dựng nói chung và gạch xây nói riêng, dự báo đến năm 2020

sẽ vào khoảng 42 tỷ viên/năm, cao gấp đôi mức tiêu thụ hiện nay. 

Nếu quy đổi số lượng gạch xây này thành gạch đất sét nung thì sẽ xâm phạm vào nguồn đất

canh tác, ảnh hưởng đến an ninh lương thực và thải ra một lượng lớn khí thải độc hại. Trước

thực tế này, việc phát triển vật liệu không nung là cần thiết nhằm từng bước thay thế gạch

đất sét nung, hướng tới quy hoạch tổng thể ngành vật liệu xây dựng phát triển bền vững. 

Tuy nhiên, các DN trong nước hiện chưa bắt nhịp được với xu thế mới này bởi nhiều nguyên

nhân, trong đó việc tìm đầu ra cho sản phẩm gặp nhiều khó khăn. Các công trình trong nước

ít sử dụng loại vật liệu này vì phụ thuộc nhiều quy định phức tạp, thiếu những quy chuẩn, tiêu

chuẩn về kỹ thuật dẫn tới khó khăn cho hoạt động thanh toán, quyết toán. 

Trong khi đó, các công trình lớn của các nhà đầu tư nước ngoài và tư nhân như: Keangnam

Hanoi Landmark Tower, Hà Nội Hotel Plaza, Làng Việt kiều châu Âu - Hà Ðông, Habico

tower, Khách sạn Horison... lại luôn ưu tiên sử dụng gạch không nung. Hơn nữa, tâm lý e dè

trong việc đầu tư sản xuất VLXKN vẫn còn. 

Phần lớn DN trong nước vừa sản xuất vừa chuyển giao công nghệ nên xảy ra hiện tượng

chồng chéo trong chiến lược phát triển cũng như quy mô sản xuất. Chỉ một số ít DN do đã ký

hợp đồng với các nhà đầu tư nước ngoài, tư nhân mới mạnh dạn đầu tư mở rộng sản xuất. 

Với những ưu điểm đã được kiểm chứng của VLXKN như: nhẹ, chống ẩm, chống âm tốt...,

hiện nay, phần lớn VLXKN đang được sử dụng tại các công trình cao tầng, trong khi đó tỷ lệ

sử dụng trong nhà ở dân cư còn thấp. 

Các DN tại các địa phương muốn đầu tư sản xuất VLXKN cần tính toán quy mô sản xuất hợp

lý, đồng thời nghiên cứu kỹ đối tượng khách hàng kết hợp với công tác tuyên truyền, quảng

bá sản phẩm. 

Ðiều quan trọng nữa là từng bước xóa bỏ hoàn toàn những lò gạch thủ công cũng cần có lộ

trình cụ thể, tạo việc làm mới cho một bộ phận người dân nông thôn thay đổi thói quen sử

dụng gạch đất sét nung đã có từ lâu đời. 

Page 5: Hóa học xanh

Trên thế giới, tỷ lệ sử dụng VLXKN chiếm khoảng 70% thị phần trong khi tỷ lệ này tại nước ta

rất thấp, chỉ khoảng 8 - 10%. Với nguồn nguyên liệu sẵn có cũng như những cơ chế chính

sách ưu đãi ngành sản xuất VLXKN Việt Nam có điều kiện phát triển. 

Tính đến nay, cả nước có hơn 800 cơ sở sản xuất VLXKN, tuy nhiên đa số dây chuyền mới

chỉ dừng ở mức độ nhỏ, vừa, manh mún. Các sản phẩm nhập khẩu hiện có giá bán quá cao.

Vì vậy, việc đẩy nhanh sản xuất đa dạng chủng loại sản phẩm VLXKN là rất cần thiết, vừa

đón đầu xu thế phát triển chung của thị trường vật liệu xây dựng, đồng thời tạo thêm một

ngành công nghiệp mới đầy tiềm năng.

Dạng tài liệu : Bài trích bản tin

Ngôn ngữ tài liệu : Vie

Tên nguồn trích : Tri thức và phát triển

Dữ liệu nguồn trích : 2007/Số 11/I. XU THẾ, DỰ BÁO, CHIẾN LƯỢC, CHÍNH SÁCH

Đề mục : 12.31 Lao động khoa học. Sáng tạo khoa học

Từ khoá : hoá học Nội dung:

Hoá học xanh: tương lai phát triển của công nghiệp hoá chất Không phải ngẫu nhiên mà Giải Nobel Hoá học năm 2005 được trao cho 3 nhà khoa học Robert H. Grubbs và Richard R. Schrock đến từ Mỹ, cùng Yves Chauvin đến từ Pháp, nhờ việc tìm ra cách làm giảm chất thải độc hại khi tạo ra các hoá chất mới, giảm thiểu chất thải độc hại bằng một quá trình sản xuất thông minh hơn. Họ đã phát triển ra phương pháp hoán vị trong quá trình tạo ra các phân tử hữu cơ mới. Phương pháp này có tiềm

Page 6: Hóa học xanh

năng thương mại rất lớn trong ngành công nghiệp dược phẩm, sinh kỹ học và thực phẩm. Nó cũng được sử dụng để phát triển polyme cải tiến. Phương pháp này cho phép các nhà khoa học thay đổi các nhóm nguyên tử trong phân tử để tạo ra hoá chất mới. Hội đồng trao Giải Nobel Hoá học cho biết rằng công trình của các nhà nghiên cứu trên đại diện cho một bước tiến lớn hướng tới “Hoá học xanh” (Green Chemistry). Trong vòng một thập niên trở lại đây ở các quốc gia hậu công nghiệp, vấn đề giải quyết và phòng ngừa ô nhiễm cũng như bảo vệ môi trường ngày càng chiếm vai trò quan trọng hơn trong tiến trình phát triển. Một bằng chứng là sự ra đời và tăng trưởng tại các quốc gia Âu - Mỹ của phong trào Hóa học xanh, hiện được xem là biện pháp hữu hiệu nhất để giải quyết các vấn nạn môi trường. Hàng năm có rất nhiều Hội nghị ở cấp quốc gia và quốc tế về vấn đề trên, nhất là ở các đại hôi của Hội Hóa học Mỹ (American Chemical Society - ACS). Nhiều tạp chí khoa học khác đếu có những ấn bản đặc biệt liên quan đến Hóa học xanh như Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Hạch toán Hóa học

Page 7: Hóa học xanh

(Scientific Research & Accounts of Chemical). Riêng tại Anh, Hội Hoá học Hoàng gia đã phát hành từ 4 năm qua Tạp chí Hóa học xanh. Một số viện, trường đại học trên thế giới cũng đã thành lập phân khoa riêng cho môn Hóa học xanh này. Viện Hóa học xanh thuộc Hội Hóa học Mỹ đã đóng góp rất nhiều khóa huấn luyện cho sinh viên và các nhà nghiên cứu khắp nơi trên thế giới. Và công nghệ Hóa học xanh đã ra đời cũng như đã được xem như là một công nghệ chiến lược cho phát triển bền vững toàn cầu. Hiện tại, trên thế giới đã có nhiều Viện hay Trung tâm nghiên cứu đã được thành hình ở Anh Quốc, Ý, Nhật Bổn, Mỹ và Ôxtrâylia. Có thể nói hầu hết các nhà hóa học trên thế giới đều được biết qua thông tin về Hóa học xanh ngày nay. Hóa học xanh còn được gọi là Hóa học bền vững đã được Cơ quan Bảo vệ Môi trường Mỹ (US EPA) đề xướng lần đầu tiên với mục đích để phòng ngừa ô nhiễm nhằm truy tìm những biện pháp giải quyết, sáng kiến kỹ thuật tối ưu hơn là đặt trọng tâm vào việc quản lý và xử lý các chất thải rắn, lỏng, và khí từ ngành công nghiệp.

Page 8: Hóa học xanh

Trên 12 nguyên tắc căn bản để thực hiện công nghệ hóa học bền vững, công nghệ sinh học (CNSH) và công nghệ nano là hai công nghệ được áp dụng nhiều nhất trong các quy trình sản xuất và chế biến hóa chất. Điểm đặc sắc của hai công nghệ này là làm cho môi trường rất ít hay không bị ô nhiễm. Vấn đề cấp bách được đặt ra là làm thế nào để cho tất cả các quốc gia trên thế giới được cập nhật thông tin và áp dụng những công nghê mới khám phá sau này. Nếu không cuộc cách mạng xanh chỉ có thể xảy ra ở những quốc gia hậu công nghiệp và vấn nạn ô nhiểm toàn cầu vẫn chưa được giải quyết đúng đắn. vậy các quốc gia trên thế giới và những đại công ty liên quốc gia đã nhìn vấn đề này như thế nào và họ có buộc phải áp dụng những công nghệ mới không? Trong kỳ Hội nghị Thượng đỉnh Liên Hợp Quốc về Phát triển Bền vững tại Johannesburg năm 2002, GS Jurgen Metzger thuộc Đại học Oldenburg (Đức) có nêu lên những tiến bộ của thế giới trong việc ứng dụng Nghị trình 21 vào các quốc gia như việc xử dụng hóa chất an toàn cũng như lưu tâm nhiều đến sức khỏe của con người và môi trường. Đây

Page 9: Hóa học xanh

chính là một đóng góp lớn của các công ty sản xuất hóa chất trên thế giới. Công ty Dow Chemical (Mỹ) là một công ty sản xuất hóa chất lớn nhất thế giới đã giảm được sự thải hồi thán khí (CO2) trong các quy trình sản xuất từ 28,1 triệu tấn cho năm 1994 xuống còn 26,1 triệu tấn năm 2002. Sau cùng GS Metzger đã đề nghị Sáng kiến cho cảnh 2020 với một mục tiêu rõ ràng là giảm thiểu 30% năng lượng so với năm 2002 trong các công nghệ sản xuất hóa chất toàn cầu. Và ông cũng đã tiên liệu sẽ có 25% hóa chất hữu cơ sẽ được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái sinh. Tuy nhiên, ông cũng đưa ra một nghi vấn là sẽ rất khó để cho toàn thế giới áp dụng các kỹ năng mới này cũng như "sự ù lì" của một số đại công ty vẫn còn muốn đi theo lề lối cũ trong công nghệ như xử dụng nguồn hóa dầu để sản xuất ra sản phẩm hóa học khác hơn là áp dụng nguồn nguyên liệu tái sinh… Về một số kết quả thực tiển và cụ thể cho việc áp dụng hóa học xanh trong phát triển. Một trong những việc làm đáng ca ngợi của công ty Cargill Dow thuộc nhóm Nature Works là đã thành công trong việc sản xuất chất dẽo

Page 10: Hóa học xanh

(plastic) từ trái bắp. Có thể nói đây là một cuộc cách mạng xanh lớn nhất vào đầu thế kỷ 21 này. Polylactic acid hay PLA là một loại chất dẽo thực vật có được từ việc tổng hợp đường dextrose trong trái bắp. Phát minh này đã được giải thưởng Presidential Green Chemistry Challenge năm 2002. Loại plastic "bắp" này có thể áp dụng trong các kỹ nghệ như quần áo, khăn, thảm, bao bì cho thực phẩm và nhiều ứng dụng khác trong nông nghiệp. Cũng theo Cargill Dow thì việc sản xuất chất dẽo trong điều kiện trên sẽ giảm thiểu được 20 đến 50% năng lượng sử dụng so với việc sản xuất theo quy trình chất dẽo hiện tại. Công ty này hiện ở Blair, Nebraska đã bắt đầu sản xuất 140.000 tấn /năm từ năm 2002 và tăng lên 500.000 tấn năm 2006. EPA Mỹ đã tổng kết tất cả các thành quả của Hóa học xanh tại nước này từ năm 1996 đến 2002, là trung bình hàng năm, Mỹ đã: - Loại bỏ 800.000 tấn hóa chất trong đó có Chlorofluorocarbon (CFC) (Chất làm vỡ tầng ozone của bầu khí quyển), hợp chất hữu cơ nhẹ, độc hại và không bị thoái hóa;

Page 11: Hóa học xanh

- Giảm 650 triệu gallon dung môi hữu cơ; - Giảm 138 tỷ gallon nước dùng trong việc sản xuất các kỹ nghệ dệt, phim ảnh, chất bán dẫn; - Giảm được 90.000 tỷ đơn vị năng lượng tiêu thụ và 430.000 tấn CO2 thải hồi vào không khí; - Giải quyết được 19 triệu tấn phế thải độc hại đã được xử lý hay tái sinh. Ngoài sự “ù lì” của các công ty trong công cuộc chuyển đổi, còn có vấn đề nào khác mà các đại công ty không muốn tiến nhanh vào việc áp dụng hóa học xanh hay không? Đứng trên căn bản lợi nhuận, việc chuyển đổi các quy trình cổ điển qua quy trình sạch thích hợp với tiến trình toàn cầu hóa là một việc không dễ dàng. Vì thế, tích cách "bảo thủ trong sản xuất" là một trong những cản ngại căn bản cho việc chuyển đổi này. Lấy một thí dụ trong công nghệ dược phẩm. Theo ước tính, nếu một công ty sử dụng công nghệ này đã nghiên cứu thành công dây chuyền sản xuất sạch, thì trong giai đoạn chuyển tiếp, công ty có thể bị gián đoạn hay giảm 50% sản xuất; từ đó việc mất mức lợi nhuận sẽ phải là những con số đáng

Page 12: Hóa học xanh

kễ mà khó có công ty nào chấp nhận hy sinh được. Do đó, để giảm bớt tính bảo thủ trên, các công ty, ngoài việc nghiên cứu quy trình sạch cần phải thực hiện song hành với việc nghiên cứu tài chính và thị trường trong công cuộc chuyển đổi nấy. Theo đánh giá của Viện Tài nguyên Thế giới, chỉ 10% lượng nguyên liệu khai thác từ Trái đất được chuyển hoá thành sản phẩm công nghiệp, phần còn lại (90%) bị mất đi ở dạng phế thải. Trong khi đó, theo số liệu của Liên Hợp Quốc, nếu tầng lớp trung lưu ở Trung Quốc, Ấn Độ và các nước đang phát triển khác đạt đến gần mức sống của Phương Tây thì thế giới sẽ cần tài nguyên tương đương nguồn tài nguyên của 3 Trái đất mà hiện nay chúng ta đang sống. Mục đích của công nghiệp hoá chất là chuyển hoá các nguyên liệu khai thác từ thiên nhiên thành các sản phẩm hữu ích cho xã hội và nâng cao đời sống cho con người. Trong đó, ngành hoá dược có nhiệm vụ phát hiện và phát triển những loại thuốc mới để tạo điều kiện cho con người sống lâu hơn, khoẻ mạnh hơn và có khả năng lao động với năng suất cao hơn. Nhưng để đạt được những mục tiêu

Page 13: Hóa học xanh

này một cách bền vững thì chúng ta cũng cần phải có môi trường sống lành mạnh, không gây ô nhiễm và bệnh tật. Ngày càng nhiều công ty sản xuất hoá chất đã nhận thức tầm quan trọng của hoá học xanh đối với sự phát triển bền vững cho hoạt động sản xuất kinh doanh của mình. Hoá học xanh-đó là việc áp dụng những nguyên lý sản xuất thân môi trường, sử dụng tối ưu các tài nguyên thiên nhiên, giảm thiểu hoặc loại bỏ phát sinh và sử dụng những chất nguy hiểm, độc hại trong thiết kế, sản xuất ứng dụng các sản phẩm hoá chất. Trong số những nguyên lý này thì một trong những nguyên lý đầu tiên là: Ngăn ngừa sự hình thành phế thải sẽ tốt hơn là xử lý hoặc loại bỏ phế thải sau khi nó đã được tạo ra. Một số nghiên cứu đã cho thấy, trong công nghiệp hoá chất thì ngành sản xuất hoá dược là ngành tạo ra nhiều phế thải nhất tính theo khối lượng sản phẩm: khoảng 25-100 kg phế thải (hoặc nhiều hơn) đối với mỗi kg thành phần hoạt tính dược phẩm được sản xuất ra. Trong khi đó, ngành hoá dầu chỉ tạo ra 0,1 kg phế thải trên mỗi kg sản phẩm được sản xuất ra. Có một số lý do biện minh cho

Page 14: Hóa học xanh

tỷ lệ phế thải lớn trong sản xuất dược phẩm: cấu trúc của các phân tử hoạt tính dược phẩm phức tạp hơn nhiều so với các sản phẩm hoá chất thông thường, quy trình tổng hợp dài hơn và những yêu cầu về an toàn đòi hỏi độ tinh khiết rất cao. Ngoài ra, phần lớn các sản phẩm hoạt tính dược phẩm được sản xuất theo mẻ, khác với các quy trình sản xuất liên tục ở các lĩnh vực hoá chất khác. Mặt khác, lượng thuốc được lưu hành thương mại trên thế giới tương đối thấp, sản lượng mỗi sản phẩm dược phẩm chỉ đạt khỏang 1000 đến 1 triệu kg/năm, thấp hơn nhiều so với sản lượng hoá chất cơ bản, những chất đang được sản xuất với quy mô nhiều triệu tấn mỗi năm. Tuy nhiên, nếu áp dụng các nguyên lý của hoá học xanh để thiết kế lại các quy trình sản xuất hiện nay và thiết kế những quy trình sản xuất mới thì ngành sản xuất hoá chất nói chung và sản xuất dược phẩm nói riêng đều có thể giảm đáng kể tỷ lệ phế thải, đồng thời tăng hiệu quả kinh tế chung trong sản xuất . Theo kết quả điều tra năm 2003 của tổ chức quốc tế IMS Health, doanh số hàng năm của ngành sản xuất dược phẩm đạt

Page 15: Hóa học xanh

500 tỷ USD. Từ số liệu này có thể tính ra lượng phế thải hàng năm mà ngành dược phẩm tạo ra là từ khoảng 500 triệu đến 2 tỷ kg. Nếu tính chi phí trung bình để loại bỏ phế thải là khoảng 1 USD/kg, tổng chi phí loại bỏ phế thải dược phẩm sẽ lên đến hàng tỷ USD. Như vậy, xét về mặt kinh tế, tiềm năng tiết kiệm chi phí bằng cách ngăn ngừa phế thải là rất lớn. Nhìn rộng ra, điều này có thể được áp dụng đối với tất cả các lĩnh vực của công nghiệp hoá chất. Để đáp ứng yêu cầu và xu hướng của thời kỳ mới, nhiều hội nghị khoa học quốc tế đã được tổ chức, đề cập đến những thách thức cơ bản đối với sự phát triển bền vững của công nghiệp hoá chất. Trong đó, người ta đã xác định những vấn đề cơ bản là: giáo dục và nâng cao nhận thức về phát triển bền vững, tạo điều kiện phát triển những công nghệ có khả năng thúc đẩy sự áp dụng Hoá học xanh và các công nghệ thân môi trường, phát triển những quy trình hoá học mới, có khả năng sử dụng các nguyên liệu thay thế với giá thành thấp, thay cho các nguyên liệu hoá thạch đang cạn kiệt, đồng thời tiếp tục giảm định mức tiêu hao nguyên liệu và

Page 16: Hóa học xanh

năng lượng trong sản xuất hoá chất công nghiệp. Khi chúng ta bước vào thế kỷ 21, ngành sản xuất hoá chất công nghiệp đang gặp phải những thách thức lớn khiến nó không thể tiếp tục đi theo con đường phát triển như đã trải qua trong các thế kỷ trước. Những thách thức đó là: các nguồn tài nguyên thiên nhiên đang ngày càng cạn kiệt một cách nhanh chóng, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng tăng với nhiều hoá chất độc hại tồn tại dai dẳng trong môi trường, ảnh hưởng không nhỏ đến sức khoẻ và cuộc sống của nhiều cộng đồng dân cư trên thế giới, sự nổi lên của những trung tâm hoá chất công nghiệp lớn và đang phát triển nhanh tại Ấn Độ và Trung Quốc... Đứng trước những thách thức này, Hoá học xanh sẽ là một hướng đổi mới quan trọng để giúp các ngành sản xuất hoá chất công nghiệp phát triển tiếp trong thế kỷ 21 mà không gặp lại những sai lầm của quá khứ. Trên thực tế, việc áp dụng những nguyên lý thân môi trường của Hoá học xanh đã và đang góp phần giúp công nghiệp hoá chất đi theo hướng phát triển bền vững, mang lại những lợi ích tích cực cả về kinh tế, môi

Page 17: Hóa học xanh

trường và xã hội cho nhân loại. Mặc dù vẫn còn nhiều trở ngại trong việc chuyển đổi các quy trình sản xuất hóa chất cổ điển ra quy trình sạch, điều không thể phủ nhận là Hóa học xanh hiện nay vẫn là một biện pháp phòng ngừa ô nhiễm hữu hiệu nhất. Tuy nhiên, nhận thức trên vẫn còn nhiều nghi vấn khó mang đến sự đồng thuận của nhiều nhà khoa học trên thế giới. Câu hỏi được đặt ra là liệu các nguyên liệu đến từ việc chuyển hóa sinh học, hay tái sinh có thể hoàn toàn thay thế được nguyên liệu dầu hỏa hay không? Các nguồn khí thải có thể được thu hồi và chuyển đổi thành hóa chất khác hay không? Liệu khinh khí (hydrogen) sẽ là một nguồn năng lượng chính trong tương lai? Liệu các hóa chất xử dụng trong nông nghiệp và dược phẩm sẽ là những hóa chất có thể dễ bị sinh hủy (bio-degradable) và không còn ảnh hưởng lên môi trường? Nhiều nhà môi trường bi quan đã nghi ngờ sự thành công của khái niệm về Hóa học xanh và từ đó quy kết là sự phát triển bền vững đúng nghĩa không thể nào thực hiện được và chỉ là mộng tưởng mà thôi. Ngược lại, những người lạc

Page 18: Hóa học xanh

quan tin tưởng rằng tiến trình phát triển bền vững là một hướng đi, chứ không phải là mục tiêu để đến đích. Hóa học xanh là một cẩm nang căn bản đưa đến việc làm sạch và bão vệ môi trường. Nguồn: CNHC/MOI, 12/2006

I. Tác nhân oxy hóa xanh: dung dịch hydroperoxit 30% (HP)

I. Cái nhìn dưới góc độ Hóa học xanh

Oxy hóa là kỹ thuật đóng vai trò trung tâm trong việc chuyển các chất có nguồn

gốc dầu mỏ thành các chất có giá trị với số oxy hóa cao hơn. Tuy nhiên quá trình

oxy hóa lại gặp rất nhiều vấn đề, chẳng hạn việc sử dụng kim loại nặng lại tạo

thành các chất thải độc hại trong khi những chất oxy hóa êm dịu hơn lại có giá

thành quá cao. Chất oxy hóa rẻ tiền nhất là axit nitric lại tạo ra các nitơ oxit khó

chịu còn oxy phân tử cũng như ozon lại khó có khả năng kiểm soát phản ứng.

Sau tất cả những bất lợi về các phương pháp oxy hóa thông dụng thì HP nổi lên

như một ứng cử viên vô địch đầy sức mạnh với giá thành quá rẻ (0,7$/kg), khả

năng oxy hóa tốt (cái này chẳng ai dám cãi), phản ứng dễ kiểm soát (tí xem thực

nghiệm thì biết) và sản phẩm duy nhất sinh ra từ nó là nước. Chính vì những ưu

điểm trên nên những nghiên cứu về phản ứng oxy hóa bằng HP càng ngày càng

nhiều hơn và nó đang mở ra một con đường mới cho quá trình oxy hóa xanh với

HP là trung tâm.

II. Phản ứng

Các nghiên cứu gần đây cho thấy rằng khả năng oxy hóa của HP sẽ tốt hơn và dễ

điều khiển hơn khi có mặt xúc tác là muối wonfram (VI) (trong trường hợp này là

natri tungstate Na2WO4) và có mặt chất xúc tác chuyển pha:

Page 19: Hóa học xanh

Phản ứng này đã được sử dụng để tổng hợp chất đến 100g

Cơ chế của quá trình này được đề nghị như sau:

Page 20: Hóa học xanh

Dĩ nhiên "liều mạnh hơn" cũng có ^^

Page 21: Hóa học xanh

HP cũng có khả năng epoxy hóa anken

Và với những ưu điểm đó thì việc nó "thò cẳng" vào công nghiệp chỉ là vấn đề sớm

hay muộn mà thôi.

Page 22: Hóa học xanh

Quy trình được "dán nhãn đóng chai" Green route ấy đã được hãng hóa chất Nhật

Asahi Chemistry Industrial Co. sử dụng để sản xuất axit adipic thay cho quy trình

cũ phải dùng đến 400000 tấn dinitơ oxit mỗi năm.

Dưới đây là hình ảnh thực nghiệm của phản ứng oxy hóa xiclohexen thành axit

adipic

Page 23: Hóa học xanh

III. Phản ứng oxy hóa không dung môi

Hỏi: Có thể thực hiện phản ứng không dung môi với HP hay không?

Trả lời: Dĩ nhiên là không, vì HP làm gì tồn tại ở thể rắn, còn thể lỏng thì dĩ nhiên

Page 24: Hóa học xanh

sao gọi là "không dung môi" được

Nhà khoa học

Thực sự nếu đặt ra vấn đề này với các nhà khoa học sẽ bị người ta cười cho đấy

^^

Vào những năm 80 các nhà khoa học Nhật bản đã thành công trong việc điều chế

hydroperoxit "rắn", hay nói chính xác là sản phẩm cộng của hydro peroxit với ure

qua liên kết hydro được xem như một dạng hydro peroxit “rắn” hữu dụng (ure-

hydro peroxt: UHP).  UHP là một chất oxy hóa rẻ và an toàn tương tự hydro

peroxit. Do UHP là một chất rắn bền vững nên việc sử dụng nó thuận tiện hơn so

với sử dụng dung dịch nước của hydro peroxit.

Hệ thống này đã được sử dụng để tiến hành các phản ứng oxy hóa không dung

môi và đã cho những hiệu quả hay ho trong thấy

Và một số phản ứng khác:

Page 25: Hóa học xanh

Một nhóm nghiên cứu thuộc Trung tâm Hóa học xanh – Đại học York (Canada) đã tạo ra một chất keo dính mới dùng cho thảm ngói giúp giảm đáng kể tác động đến môi trường.

Các loại ngói thảm hiện nay thường dùng keo dính thông thường để kết nối các lớp thảm với nhau, khiến việc tái chế chúng trở nên rất khó khăn. Tại châu Âu, lượng rác từ thảm ngói tại các địa điểm tập kết rác thải hoặc bị thiêu hủy lên tới 70triệu kg

Nhóm nghiên cứu đã tạo ra một chất keo thay thế có nguồn gốc từ tinh bột, cho phép bóc tách các lớp thảm và tái chế chúng một cách dễ dàng.

Các kết quả thử nghiệm cho thấy khả năng kết dính của chất keo này so với các loại keo thông thường là như nhau; hơn nữa, keo tinh bột không bị rửa trôi do hơi ẩm và chịu nhiệt cao. Đặc điểm nổi bật của loại keo này là khả năng bám dính của nó có thể thay đổi được dưới tác động của hóa chất mà không làm hỏng vật liệu ngói.

Nghiên cứu đã được đăng tải trên Tạp chí Hóa học xanh.

Sang (vista.gov.vn)(theo congnghemoi)

Màu xanh công nghệ hóa học

18 December 2009 14 views No Comment

Page 26: Hóa học xanh

Công nghiệp hóa chất có lẽ là ngành đầu bảng gây ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, loài người không thể sống thiếu nó. Không

có công nghiệp hóa chất nghĩa là không thuốc men, không giấy mực, không xăng dầu, không xe cộ, không cả computer và mọi thiết bị điện tử – không phải chỉ vì các vỏ nhựa rất hóa học của chúng mà vì bản chất công nghiệp bán dẫn, chip, board mạch là công nghiệp hóa chất. Nghĩa là không… hầu như mọi thứ! Chỉ có thể trở lại thời kỳ tiền sử, sống trong hang động nhờ săn bắt muông thú. Cũng có người chép miệng, ước gì được như vậy, giống như mong ước được lên… thiên đường. Tiếc rằng đó chỉ là ảo vọng. Loài người phải tìm kiếm những giải pháp để các công nghệ hóa học sạch hơn, an toàn hơn, thân thiện môi trường hơn, hay người ta

Page 27: Hóa học xanh

gọi là “xanh hóa” những công nghệ hóa học.

Hóa học xanh, đã được cơ quan Bảo vệ môi trường Mỹ EPA đề xướng trên mười hai nguyên tắc căn bản do Paul Anastas và John Warner của đại học Massachusetts đề xuất năm 1998.Theo EPA, từ khi áp dụng hóa học xanh vào các qui trình sản xuất, trung bình hàng năm, Mỹ đã loại bỏ 800.000 tấn hóa chất, 430.000 tấn CO2 thải vào không khí, 19 triệu tấn phế thải độc hại, giảm 2.460 triệu lít dung môi hữu cơ; 522 tỷ lít nước dùng trong việc sản xuất các kỹ nghệ dệt, phim ảnh, chất bán dẫn…

Các phương pháp hóa học xanhCó nhiều phương pháp để “xanh hóa” những công nghệ hóa học. Những phương pháp này có thể thực hiện riêng lẻ hay phối hợp trong các qui trình của công nghệ hóa học, nhằm mục tiêu làm

Page 28: Hóa học xanh

tăng hiệu suất và giảm lượng thải độc hại.

• Xúc tác xanhXúc tác có vai trò rất quan trọng trong công nghệ hóa học và thường được xem là “vũ khí bí mật” của các công ty hóa chất. Tuy nhiên, chất xúc tác hóa học thường là những kim loại rất độc hại và là nguồn chất thải rất khó xử lý. Trong hóa học xanh, xúc tác sinh học được xem là một xúc tác quan trọng nhất vì tính chất tuyệt đối “xanh” của nó.Cortison là một hormon dùng trong dược phẩm, có nhiều tác dụng như kháng viêm, chống dị ứng, chống mẫn cảm, chống choáng và chống ngộ độc. Tổng hợp được cortison là một bước ngoặt của ngành công nghiệp dược. Tuy nhiên, tổng hợp cortison phải qua 31 bước phức tạp và không kinh tế (1kg cortison cần đến 615kg acid

Page 29: Hóa học xanh

deoxycolic) đẩy giá thuốc lên cao. Dùng xúc tác vi sinh vật vào qui trình sản xuất cortison làm tăng hiệu suất, làm giảm giá cortison từ 200 USD/g xuống còn 6 USD/g và sau một số cải tiến chỉ còn dưới 1 USD/g.

• Dung môi xanh“Dung môi tốt nhất là không dung môi”! Thay vì dùng các loại dung môi độc hại, các nhà sản xuất thay thế bằng những dung môi cực kỳ rẻ tiền và sẵn có trong cuộc sống như nước, CO2… Chuyển chúng thành một trạng thái siêu tới hạn, chúng ta đã có một loại dung môi xanh (siêu tới hạn là trạng thái trung gian của khí và lỏng). Dùng nước siêu tới hạn trong sản xuất nhựa PET làm dung môi thì toàn bộ các hóa chất như p-xylen, acid terephtalic có thể được hòa tan, không có sản phẩm thải và không gây hại cho môi trường. Phân xưởng sản xuất CO2 siêu tới hạn

Page 30: Hóa học xanh

công suất 1000 tấn/năm đã được đưa vào vận hành tại Consett, Anh.Ở Việt Nam, các cán bộ nghiên cứu tại Viện Công nghệ Hóa học TP. HCM đã bước đầu thành công trong “Nghiên cứu quy trình công nghệ chiết xuất tinh dầu tiêu, quế, trầm bằng CO2 lỏng siêu tới hạn”, với những thiết bị tự thiết kế và chế tạo có dung tích 2 lít, giá thành khoảng 150 triệu đồng. Trong khi đó, giá thiết bị ngoại nhập xấp xỉ 100 nghìn USD.

• Phương pháp vi sóng–siêu âmHóa học xanh ứng dụng siêu âm-vi sóng đóng vai trò quan trọng trong các quy trình hóa học. Chiếu xạ vi sóng-siêu âm làm tăng hiệu suất phản ứng và rút ngắn thời gian, giảm sử dụng năng lượng tiêu tốn và không thải các khí độc hại. Để xác định hàm lượng N trong mẫu sữa bò, phương pháp Kieldahl cổ điển phải mất 180 phút

Page 31: Hóa học xanh

trong khi phương pháp siêu âm-vi sóng chỉ mất 10 phút.

• Vi bình phản ứng (micro reactor)“Vi bình phản ứng – phòng thí nghiệm trên chip” là những hệ thống phản ứng hóa học ở quy mô cực nhỏ nhưng hiệu quả cao. Nhờ vi bình phản ứng có thể tổng hợp số lượng lớn các dược phẩm mới trong một thời gian ngắn để tiến hành các phân tích thử hoạt tính sinh học. Phản ứng tổng hợp dipeptid được thực hiện trong vi bình phản ứng, hiệu suất 100% chỉ trong 20 phút (quy trình thông thường là 50% trong 24 giờ).

Từ những qui trình xanh…Pfizer là một trong những hãng dược phẩm hàng đầu thế giới hưởng ứng trong trào hóa học xanh. Hãng đã đạt giải thưởng cho công nghệ hóa học

Page 32: Hóa học xanh

xanh của Anh năm 2003 về cải tiến qui trình sản xuất sildenafil citrat (được biết đến dưới tên thương mại Viagra) theo tiêu chí hóa học xanh. Hiệu suất của quy trình tăng gần 10 lần,  từ hiệu suất ban đầu khoảng 9,8% (năm 1990) đạt đến hiệu suất 82% (năm 2004). Lượng dung môi thải ra để tạo ra 1kg sildenafil citrat giảm gần 200 lần, từ 1.300 lít chỉ còn 7 lít dung môi.  Chỉ số môi trường E của qui trình xanh trong sản xuất Viagra là 6 (6kg chất thải/1kg sản phẩm), so với E bình thường của kỹ nghệ hóa dược là từ 25-100.Những tiêu chí của hóa học xanh cũng được áp dụng vào công nghệ sinh học. Các phương pháp công nghệ sinh học chiếm 5% thị trường công nghiệp hóa học năm 2003 và dự báo chiếm 10-20% năm 2010. Năm 1990, hãng BASF bắt đầu sản xuất vitamin B2 bằng cách sử dụng nấm Ashbya gossypii. Qui trình này áp dụng chất nền xanh không độc

Page 33: Hóa học xanh

hại có nguồn gốc thực vật giúp sản xuất B2 chỉ còn một giai đoạn, chứ không phải tám giai đoạn như trước. Với hơn 1.000 tấn vitamin B2 mỗi năm, phương pháp xanh đã tiết kiệm được 40% chi phí sản xuất, giảm được 30% khí CO2 thoát ra và giảm được 96% chất cặn bã.

… đến giải Nobel hóa họcNgày 05/10/2005, Ủy ban Giải thưởng Nobel tại Stockholm (Thụy Điển) công bố giải thưởng Nobel hóa học thuộc về 3 nhà khoa học Yves Chauvin (Pháp), Robert H. Grubbs (Mỹ) và Richard R. Schrock (Mỹ) vì những đóng góp trong “Sự phát triển phương pháp hoán vị trong tổng hợp hữu cơ”.Công trình của 3 nhà khoa học với những xúc tác hiệu quả trong phương pháp hoán vị có nhiều ưu điểm như hiệu suất tổng hợp cao, phản ứng ít giai đoạn, ít hóa chất, dễ sử dụng ở nhiệt độ và áp suất thường… Công trình này đã

Page 34: Hóa học xanh

được ứng dụng trong sản xuất chất phụ gia cho polymer, thuốc diệt cỏ và nghiên cứu về bệnh ung thư, viêm khớp, chứng đau nửa đầu và HIV.Hội đồng trao giải cho biết “Phương pháp này được sử dụng hằng ngày trong ngành công nghiệp hoá học, chủ yếu trong công nghệ chất dẻo và dược phẩm. Nó đại diện cho một bước tiến lớn hướng tới hóa học xanh, giảm thiểu chất thải độc hại bằng quy trình sản xuất thông minh hơn”.

Giải Nobel hóa học xanh của ba nhà khoa học chính là một minh chứng cho con đường phát triển mạnh mẽ và những thành tựu của hóa học xanh đã được thế giới ghi nhận.

Theo CESTI

Công nghệ nano và cuộc cách mạng xanh: Những lợi ích về môi trường

Page 35: Hóa học xanh

Cập nhật lúc 06h28' ngày 30/05/2007

Các sản phẩm được làm từ nguyên vật liệu và thiết bị có kích cỡ nano đã được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghiệp và trên thị trường. Đây là một cơ hội đang ngày càng lớn dần và việc dùng công nghệ nano có tác dụng như một đòn bẩy làm giảm thiểu ô nhiễm môi trường, bảo tồn các nguồn tài nguyên và điều cơ bản là xây dựng nên một nền kinh tế “sạch”. Đây là lời công bố trong bản báo cáo mới đây của dự án công nghệ nano trọng điểm.

“Một sự phối hợp hợp chặt chẽ giữa công nghệ nano với nguyên tắc cũng như thực tiễn của ngành hóa học xanh và khoa học xanh đang nắm giữ chìa khóa xây dựng một xã hội có khả năng chống đỡ được những tác hại của môi trường trong thế kỷ 21”, chương trình Công Nghệ Nano Xanh kết luận: nó đơn giản hơn những gì chúng ta nghĩ. Tổng kết các bài nghiên cứu trước đây tại hội nghị chuyên đề của Hội Hóa Học Mỹ và 4 cuộc hội thảo được tổ chức trong năm 2006, bản báo cáo mới này được viết bởi nhà khoa học Karen Schmidt thuộc Dự Án Công Nghệ Nano Trọng Điểm, một sáng kiến của Trung tâm Các Nhà Nghiên Cứu Quốc Tế Woodrow Wilson và tổ chức từ thiện phi lợi nhuận Pew Charitable Trusts.

Bản báo cáo khám phá mối liên hệ tiềm tàng có lợi giữa công nghệ nano – về bản chất là khoa học và kỹ thuật thực hiện trên mức độ phân tử - và lĩnh vực hóa học, công nghệ xanh mà mục đích nhằm làm giảm đến mức tối thiểu các ảnh hưởng đến môi trường thông qua những cải tiến loại bỏ chất thải và bảo tồn tài nguyên về mặt quy trình và sản phẩm. Bản báo cáo kết luận bằng những lời về khuyến cáo về các biện pháp tạo ra sự thay đổi của chính sách liên bang để giúp lĩnh vực công nghệ nano đang phát triển nhanh chóng này “trưởng thành” thành công nghệ xanh.

Bản báo cáo trích dẫn một vài ví dụ của quá trình nghiên cứu hướng đến việc sử dụng công nghệ nano để thực hiện được các mục tiêu về môi trường kết hợp với mục tiêu về thương mại hoặc các mục tiêu khác.Theo bản báo cáo, công nghệ này có nhiều khả năng thao tác bằng tay trên vật liệu và làm biến đổi thuộc tính của vật liệu, mở ra khả năng tạo ra những sản phẩm và quy trình giảm thiểu chất độc hại, tăng tính bền và cải thiện hiệu suất năng lượng.

Ví dụ như, ông James Hutchison, nhà hóa học của trường đại học Oregon, sử dụng phân tử DNA theo một quy trình mới lạ cho thấy có thể tạo ra những mô hình kích thước nano trên con chíp silicon và bề mặt khác. Những phương pháp thực nghiệm đã tiết kiệm được nguyên liệu, sử dụng ít nước và dung môi hơn so với kỹ thuật in truyền thống - hay kỹ thuật in thạch bản thường sử dụng trong công nghiệp điện tử kỹ thuật cao. Các nhà nghiên cứu khác đang khảo sát việc đưa các vật liệu nano vào để thay thế chì và những chất liệu độc hại khác trong ngành điện tử.

(Ảnh: Dost-dongnai)

Page 36: Hóa học xanh

Nhà hóa học Vicki Colvin và các cộng sự tại đại học Rice đã khám phá ra các hạt nano từ tính có kích thước 12 nanomet có thể loại bỏ hơn 99% Arsenic trong dung dịch, trong khi đó đồng nghiệp của họ tại đại học bang Oklahoma đã chế tạo thành công những cảm biến có kích thước nano có thể phát hiện các chất gây ô nhiễm tới nồng độ phần tỉ.

Công nghệ nano mở ra con đường mới đầy hứa hẹn trong việc tạo ra tế bào năng lượng mặt trời không tốn kém cũng như cải tiến hiệu suất và giảm giá thành của tế bào nhiên liệu, được xem là nguồn năng lượng cho xe hơi và xe tải trong tương lai. Đồng thời, những nghiên cứu ở cấp độ nano đang hướng tới những công cụ có khả năng loại bỏ vật liệu độc hại và làm sạch các địa điểm có chất thải độc hại.

“Công nghệ nano tiềm năng là 'một giấc mơ xanh nhân đôi'. Với công nghệ nano chúng ta có thể tạo ra những sản phẩm và quy trình xanh ngay từ lúc ban đầu” bà Barbara Karn, một nhà khoa học môi trường, người tổ chức thành lập chương trình công nghệ nano xanh nằm trong khuôn khổ dự án công nghệ nano trọng điểm. Theo Barbara cho biết: "Công nghệ nano cho phép chúng ta thay thế những hóa chất, vật liệu và quy trình sản xuất truyền thống gây ô nhiễm môi trường bằng những hóa chất, vật liệu và quy trình thân thiện với môi trường hơn".

Bản báo cáo xác định rõ bốn định hướng (loại, hạng, phạm trù) trong đó những ứng dụng công nghệ nano và lợi ích môi trường giao cắt nhau:

- Tăng cường các sản phẩm và qui trình sử dụng công nghệ nano thân thiện với môi trường hay “sạch và xanh”.

- Quản lý các vật liệu nano và sản xuất chúng để giảm đến mức tối thiểu những rủi ro tiềm ẩn về môi trường, sức khỏe và sự an toàn

- Sử dụng công nghệ nano để làm sạch những các địa điểm có chất thải độc hại và giải quyết những vấn đề ô nhiễm khác.

- Thay thế sản phẩm hiện tại ít thân thiện với môi trường bằng những sản phẩm tạo ra từ công nghệ nano xanh.

David Rejeski, giám đốc của dự án những công nghệ nano trọng điểm, phát biểu: “Chúng tôi nghĩ rằng Mỹ đang đua tranh để trở thành người dẫn đầu toàn cầu về công nghệ nano xanh. Nghiên cứu quốc gia và danh mục đầu tư phát triển đều nhắm tới mục đích toàn cầu này. Chúng tôi tin tưởng rằng công nghệ nano xanh có thể không chỉ giúp bảo vệ môi trường mà còn tạo ra nhiều công ăn việc làm cho người Mỹ cũng như lợi nhuận kéo theo trong tương lai".

Nhìn về tương lai phía trước khi xét tới những vấn đề môi trường hiện nay, bản báo cáo đề nghị phương thức bảo vệ môi trường hữu hiệu nhất là nên khuyến khích phát triển chính sách nano xanh, chính sách này sẽ thúc đẩy mạnh mẽ sự ngăn chặn việc gây ô nhiễm môi trường.

Xếp loại sự phát triển những phép đo lường để đánh giá điểm mấu chốt gây ảnh hưởng môi trường với việc sử dụng kết quả thu được của liên bang để thúc đẩy nhu cầu đối với sản phẩm nano xanh, những giải pháp đề nghị trong bản báo cáo này sẽ hỗ

Page 37: Hóa học xanh

trợ đảm bảo rằng nguồn vốn đầu tư 8.3 tỉ dola từ người đóng thuế vào công nghệ nano, tính từ thời điểm cơ quan sáng kiến công nghệ nano quốc gia Mỹ được thành lập vào năm 2001, được dùng để chi trả cho quốc gia và môi trường.

Paul Anastas, giám đốc của Viện hóa học xanh thuộc hội hóa học Mỹ, cho rằng: “Chúng ta đang ở giai đoạn không thể chống đỡ được với hiểm hoạ môi trường. Dường như công nghệ nano không phải là một sự lựa chọn mà nó là một công nghệ thiết yếu có thể giải quyết được vấn đề này”.

Lam Sơn

Theo Sciencedaily, Sở KH & CN Đồng Nai