الكيمياء الخضراء
هل تخيلت يومًا عزيزي القارئ أن تصبح الملابس من البلاستيك وأن تصير دون حاجة إلى الكيّ! وصولًا إلى وقود السيارات من الذرة، ورقائق الكمبيوتر من ريش الدجاج ومثلجات من النفايات! حتمًا تعتقد أنني أهلوس أو أن هذا الكلام ضربٌ من الجنون. ولكن قبل أن أجيبك عن تساؤلاتك دعني أخذك في رحلة قصيرة إلى المستقبل الأخضر فتابع معي.
محتويات المقال :
يعرف مصطلح «الكيمياء الخضراء-Green chemistry» بالكيمياء المُستدامة وهو فرع مستحدث جديد من فروع علم الكيمياء. ونظرًا للملوثات الخطيرة التي تجتاح العالم الآن؛ تم تداول مصطلح الكيمياء الخضراء في الوسط العلمي وخاصة الأوساط التي لها علاقة بالبيئة والتلوث. [١]
بدأت ممارسة الكيمياء الخضراء في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1990، بعد توقيع قانون منع التلوث. والذي يهدف إلى حماية البيئة عن طريق تخفيض الانبعاثات الضارة من المصدر نفسه. وقد نُوقشت أول درجة دكتوراة في الكيمياء الخضراء في عام 1997، وأنشئ أول معهد يهتم بهذا المجال وهو معهد “GCI”. [١]
يُعرف العالمان «أنستاس-Anstas وارنر-Warner» الكيمياء الخضراء على أنها الاستفادة من مجموعة من المواد التي تستبدل أو تلغي استخدام وتوليد المواد الخطرة في تصميم وتصنيع المنتجات الكيميائية. [١]
استطاع فريق من الباحثين عزل الچين المسؤول عن إنتاج إنزيم يحث النبات على حفظ وتخزين بعض المركبات التي تستخدم كمواد أولية لإنتاج البلاستيك. وذلك من نبات«الأرابيدوبسس-Arabidopsis» الذي يعتبره العلماء “فأر التجارب النباتي”. [٢]
وبنقل هذا الچين إلى بعض المحاصيل ستتمكن النباتات من إنتاج وتخزين تلك المركبات دون التأثير على صحة النبات. حيث تم نقل چين البلاستيك إلى نبات القطن مما سيساعد على تصميم ملابس قطنية لا تحتاج إلى المكواه! [٢]
كما استحدثت أول شجرة مطاط تفرز بروتينات بشرية لأغراض علاجية؛ تعمل كمغذي ويُعطى للمرضى في العناية المركزة. فتعمل هذه الأشجار كمفاعل حيوي رخيص الثمن ومتجدد ينتج العديد من الكيماويات الصناعية، وهناك أيضًا العديد من الخطط لتعديل أشجار المطاط لإنتاج بروتينات تستخدم في صناعة الشامبو ومعجون الأسنان والمنظفات. [٢]
وداعًا للمكيفات! تقنية النوافذ المُبتلة؟ نظام النوافذ الذكية المبتلة تكنولوجيا حديثة تهدف إلى خفض نفقات التدفئة وتقليل الملوثات. ويعتمد النظام على استخدام زوج من النوافذ الزجاجية والتي تملأ بالماء بدلًا من الهواء. وهذا الماء يحتوى على مادة كيميائية تمتص الأشعة تحت الحمراء المتواجدة في ضوء الشمس، وتقوم بمنعها من الوصول إلى داخل المنزل. ويتصل الماء بمضخات من خلال بعض التجاويف ويمر من خلال مبدل حراري يتحكم في الحرارة لاستخدامها في وقت لاحق. وفي فصل الشتاء عندما يكون الداخل أكثر دفئًا من الخارج يقوم النظام بامتصاص الحرارة واستخدامها لتدفئة المكان بالداخل. [٢]
لتصنيع رقائق الكمبيوتر، نحتاج إلى العديد من المواد الكيميائية وكميات كبيرة من الماء والطاقة. وفي دراسة أجريت في عام 2003، كان التقدير الصناعي للمواد الكيميائية والوقود الأحفوري اللازمة لصنع شريحة كمبيوتر بنسبة 630:1. وهذا يعني أن وزن الرقاقة من مواد المصدر يستغرق 630 مرة فقط لتصنيع شريحة واحدة! [٣]
ولكن وجد «ريتشارد وول-Richard Wall»المدير السابق لبرنامج المركبات ذات الأسعار المعقولة من المصادر المتجددة “ACRES”، طريقة لاستخدام ريش الدجاج في صنع رقائق الكمبيوتر! حيث استخدم الكيراتين الموجود في الريش لصنع شكل من الألياف يكون خفيفًا وقويًا بما يكفي لتحمل الضغوط الميكانيكية والحرارية. والنتيجة هي لوحة دوائر مطبوعة تعتمد على الريش وتعمل في الواقع بضعف سرعة لوحات الدوائر التقليدية. [٣]
نظرًا للضرر الذي يحدثه حرق البنزين عند استخدامه كوقود بالإضافة إلى العوادم الثانوية التي تطلقها عملية الحرق؛ اتجهت الأبحاث إلى استخدام كحول الذرة كوقود. حيث أن غاز ثاني أكسيد الكربون المنبعث بإنتاج واحتراق وقود الكحول تلتقطه المحاصيل مرة أخرى. وتستخدمه في عملية التمثيل الغذائي، وبالتالي تحدث زيادة طفيفة في غاز ثاني أكسيد الكربون على عكس النسبة الكبيرة التي يطلقها البنزين. [٣]
إذ توصل العلماء إلى طريقة لتحويل النفايات البلاستيكية إلى نكهة الفانيليا. باستخدام بكتيريا معدلة وراثيًا، ووفقًا للدراسة الجديدة فإن هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تخمير مادة كيميائية قيّمة من نفايات البلاستيك. [٣]
ويمكن استخلاص «الفانيلين- vanillin» وهو المركب الذي يحمل معظم رائحة وطعم الفانيليا، بشكل طبيعي من حبوب الفانيليا أو صناعته. ونحو 85% من الفانيلين مصنوع حاليًا من مواد كيميائية مأخوذة من الوقود الأحفوري، وفقا لتقرير نشرته «صحيفة الغارديان- The Guardian» البريطانية. [٣]
وهذه هي الغاية في النهاية مستقبل أخضر بلا تلوث بلا كيمياء سوداء أو حمراء! فسنعلم جميعًا أن الكيمياء الخضراء ناجحة عندما يختفي مصطلح “الكيمياء الخضراء: لأنها ببساطة ستكون الطريقة التي تُؤدى بها العمليات الكيميائية. وعندما نصل إلى هذا الهدف فإن هذا المصطلح سيصبح الكيمياء فقط لا غير.
المصادر:
1- compoundchem
2- acs
3- unido
خطوة هائلة إلى الأمام في مجال الطب التجديدي والعلاجات الجينية يُعرف مرض النقرس (Gout) باسم…
يترقب عشاق الفلك في جميع أنحاء العالم، وخاصة في المنطقة العربية، حدثاً فلكياً نادراً ومثيراً…
ارتبطت القهوة، هذا المشروب العتيق الذي يوقظ الحواس ويدفئ الأرواح، بالطقوس الصباحية واللقاءات الاجتماعية. لكن…
في إنجاز علمي وتكنولوجي جديد يؤكد على مكانة مصر المتنامية كمركز إقليمي ودولي للابتكار، أعلنت…
دراسة يابانية رائدة تفتح آفاقاً جديدة وتثير مخاوف جوهرية كان التوسع خارج كوكب الأرض حلماً…
لوقت طويل كانت الأنسجة الذكية حلمًا يراود العلماء والمبتكرين، ومؤخرا، تطورت فكرة دمج التكنولوجيا المتطورة…