Yeşil kimya.. Nanoteknoloji devrimi insan ırkının geleceğini kurtaracak mı?

Yeşil nano teknoloji, nano boyutta (100 nanometreden daha az) çok işlevli akıllı malzemelerin üretimi için umut verici bir alan olarak kabul edilmektedir.

Uygulamalı nano teknoloji, yeni nano malzemelerin üretimine katkıda bulunurken, bu malzemeler arasında "akıllı" metal oksitler ve metal organik çerçeveler gibi kimyasal olarak özgül nano malzemeler bulunmaktadır. Bu malzemeler, iklim değişikliğiyle başa çıkabilen ve geleneksel enerji kaynaklarını tükenmeyen sürdürülebilir ve yenilenebilir kaynaklar oluşturmaya yardımcı olur.

Yeşil nano teknoloji, tarım, çevre, sanayi, askeri ve enerji gibi çeşitli sektörlerde "yeşil kimya" terimini gerçekleştirmeye yönelik çabalara katkı sağlar.

Özellikle enerji alanında, yeşil nano teknolojisi, çeşitli biyolojik olarak parçalanabilir atıklardan elde edilen yeşil nano malzemelerin üretimi ve enerji alanında uygulanmasıyla bir devrim yaşanmaktadır.

Nano teknoloji, nano tabanlı ürünlerin üretim süreçlerinde çevre dostu yeniliklere büyük ölçüde katkıda bulunmuştur. Nano teknolojinin vaat ettiği şeylerden biri, daha yeşil ve sürdürülebilir bir ekonomik büyüme sağlayacak olmasıdır.

Bu işlevselliğin hem nanomalzemelerin faydalı özellikleri hem de nano ölçekli etkin geliştirmeler yoluyla çeşitli ürünler tarafından teşvik edilmesi beklenmektedir.

Bugüne kadar nispeten az sayıda ürün piyasaya sürüldü. Çoğu yeşil nano çözümü henüz laboratuvar veya erken aşamada geliştirilmektedir.

Fosil yakıtlara yeşil alternatifler arayışıyla, iklim değişikliği ile ilgili uluslararası taahhütlerin yerine getirilmesi, yeşil nano malzemelerin çevre dostu nano teknoloji uygulamalarında kullanılması yoluyla insanlık için yeşil bir gelecek sağlar ve gezegenimizi iklim değişikliği nedeniyle yok oluştan korur.

NANOTEKNOLOJİ VE ENERJİ

"Yeşil kimya" terimi ilk kez 1990'ların başlarında ortaya çıktı ve benzersiz ürünlerin, hem insan sağlığına hem de çevreye fayda sağlayan yeni bir çerçeve olarak tanımlandı. Bu alanda geniş kapsamlı nano düzenleme süreçlerinde devrim yaratma potansiyeli bulunuyor.

Sürdürülebilir kimya olarak da adlandırılan yeşil kimya, kullanımdan tasarıma, üretimden imhaya kadar kimyasal ürünlerin tüm yaşam döngüsü boyunca uygulanır.

Son on yılda araştırmacılar, nano teknoloji alanında devrim yaratacak ve insanlığa fayda sağlayacak yeni ve temel kimyasallar oluşturmak için çalıştılar.

Bu dönüşüm, çevresel sorunların hafifletilmesi, geleneksel yöntemlerin yeni tasarımlarla ve nihayetinde sürdürülemez kimyanın değiştirilmesi için yeşil kimyaya yönelik araştırmalara öncülük ediyor.

Farklı yapısal stratejiler, nano teknolojideki biyolojik bitkisel varlıklar ve atık maddeleri, geçiş metallerini ve karbon bazlı malzemeleri kullanarak depolama ve dönüşüm sistemlerinde katalizörlerin etkinliğini artırarak çevre dostu hedefler elde etmek için uygulanmaktadır:

Hedefler:

• Güneş ve rüzgar gibi tükenmez olmayan alternatif enerji kaynaklarından enerji üretim teknolojilerini desteklemek.

• Çevre dostu olması ve çevrenin korunmasına yardımcı olması ve kirlilik tespiti ve arıtımının iyileştirilmesi için enerji tüketimini azaltmak ve üretim verimliliğini artırmak.

• Aydınlatma ve ısıtma etkinliğini artırmak.

• Elektrik depolama kapasitesini artırmak (çevre dostu batarya üretiminde büyük ilerleme kaydedildi).

• Enerji kullanımından kaynaklanan kirliliği azaltmak.

Nano teknolojisinin, zararlı çözücüler yerine su ve ucuz, yenilenebilir ve geri dönüştürülebilir hammadde gibi çevre dostu çözümler sunması, organik-metal çerçevelerinin geniş ölçekte üretilmesi için sürdürülebilirlik garantisi sağlar.

Artık sınırlı kaynaklara ve çevresel kapasiteye dayanan, kaynakları tükenmeye sevk eden ve çevreye kirletici atıklar bırakan geleneksel ekonomik genişleme modelini desteklemek mümkün değildir.

YEŞİL İNOVASYON

Dünyanın dört bir yanındaki insanlar enerjinin ekonomik büyüme için gerekli olduğu konusunda hemfikir olduğundan, küresel endişeleri gidermek için düşük maliyetli ve dostane yollar bulmak hayati ve kaçınılmaz bir ihtiyaçtır.

Ancak kömür gibi bol miktarda bulunan kaynaklara dayanan birçok ülke, artan küresel enerji talebi, küresel ısınma ve sürdürülemez fosil yakıtların tükenme tehlikesi nedeniyle sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji kaynakları oluşturma zorunluluğuyla karşı karşıyadır.

Çevresel sorunlarla ve yaklaşan enerji kriziyle başa çıkmak için düşük maliyetli ve çevre dostu çözümler bulma ihtiyacı acil ve kaçınılmazdır.

Araştırmacılar, çevre dostu teknolojileri değerlendirirken, yakıt hücreleri, yeşil inovasyon, nanoteknoloji, biyoteknoloji ve enerji depolama gibi uygun çevre dostu teknolojilere odaklanmaktadır.

Yeşil kimya fikri, sosyal, ekonomik ve çevresel alanlarda destek sağlamak, atıkları ve yan ürünleri engellemek, tehlikeli ürünlerin kullanımını önlemek veya azaltmak, daha güvenli kimyasallar tasarlamak, daha az enerji gerektiren ürünler kullanmak, çözünebilir ürünleri kullanmak ve tehlikeli bileşiklerin kontrolü için analitik teknikleri güçlendirmek gibi faydalar sunar.

Nanoteknoloji, dünyanın dört bir yanında geleneksel kaynaklardan yenilenebilir kaynaklara geçiş gibi birçok dönüşümü desteklemesi beklenen birçok teknoloji arasında öne çıkmaktadır.

Nanoteknolojinin enerji alanındaki uygulamaları, grafen gibi atomik yapıya sahip malzemelerin enerji dönüşüm ve depolama teknolojilerinde, süperkapasitörler, piller, boyalı güneş hücreleri ve elektroliz yoluyla hidrojen üretenler dahil olmak üzere kullanılmasını içerir.

En son yeşil nanomalzemelerin, enerji depolama ve üretim uygulamalarında kullanılabilen süperkapasitörler ve yakıt hücreleri gibi teknolojileri desteklemesi, biyolojik olarak çözünebilir katalizatörlerin enerji sistemlerindeki gelecekteki potansiyelini göstermektedir ve zarar veren geleneksel yöntemlere alternatif sunmaktadır.

ENERJİ DEPOLAMA VE DÖNÜŞÜMÜ

Yeşil kimya, atom ekonomisi fikrinden büyük ölçüde faydalanır çünkü teşvik, tüm atomların başlangıç maddesinde istenilen ürünlere dönüştüğü reaksiyonları tasarlamayı amaçlar, böylece atık azaltılır.

Bu, birçok endüstriyel alanda seçici ve enerji verimliliği sağlayan "yeşillik" derecesini ölçer.

Enerji, günlük yaşamımız için hayati öneme sahip. Çünkü yaşam kalitemizi iyileştirir. Bu anlamda, enerjiyi depolamak önemlidir ve nanoteknolojinin pil, süperkapasitör ve enerji depolama sistemleri üzerinde büyük bir etkisi olabilir.

Ancak, yeşil nanoteknoloji hala aşılması gereken birçok engelle karşı karşıyadır. Birçok yeşil nanoteknoloji zaten laboratuvardan ticari kullanıma geçse de, şu anda yeşil nanoteknoloji araştırmaları genellikle küçük ölçekli laboratuvar deneylerini içerir ve mevcut teknolojinin ticari üretime uygulanıp uygulanamayacağı değerlendirilirken girişimlere ihtiyaç duyulur. Çoğu yeşil nanoteknoloji, nanomalzemelerin belirsiz toksisitesi nedeniyle en büyük engellerle karşı karşıyadır.