Tutkimus: Mahdollisuuksia ja haasteita kestävien polymeerimateriaalien kehittämisen integroimiseksi kansainvälisiin kierto- (bio)taloudellisiin konsepteihin. Kuvaluotto: Lambert/Shutterstock.com
Ihmiskunta kohtaa monia valtavia haasteita, jotka uhkaavat tulevien sukupolvien elämänlaatua. Pitkän aikavälin taloudellinen ja ympäristön vakaus on kestävän kehityksen yleistavoite. Ajan mittaan on syntynyt kolme toisiinsa liittyvää kestävän kehityksen pilaria: taloudellinen kehitys, sosiaalinen kehitys ja ympäristö suoja;"kestävä kehitys" on kuitenkin edelleen avoin käsite, jolla on useita tulkintoja kontekstista riippuen.
Hyödykepolymeerien valmistus ja kulutus on aina ollut olennainen osa nykyaikaisen yhteiskuntamme kehitystä. Polymeeripohjaisilla materiaaleilla on jatkossakin tärkeä rooli YK:n kestävän kehityksen tavoitteiden (SDG) saavuttamisessa niiden säädettävien ominaisuuksien ja moninkertaisten ominaisuuksien vuoksi. toimintoja.
Laajennetun tuottajan vastuun täyttäminen, kertakäyttöisten muovien kierrätys ja vähentäminen käyttämällä muita strategioita kuin perinteistä kierrätystä (sulattamalla ja uudelleenpursottamalla) ja kehittämällä "kestävämpiä" muoveja, mukaan lukien niiden vaikutusten arvioiminen koko elinkaaren aikana, kaikki on varteenotettava vaihtoehto käsitellä muovikriisiä.
Tässä tutkimuksessa kirjoittajat tutkivat, kuinka erilaisten ominaisuuksien/toimintojen tarkoituksellinen yhdistäminen jätehuollosta materiaalisuunnitteluun voi parantaa muovien kestävyyttä. He tarkastelivat työkaluja, joilla mitataan ja vähennetään muovin negatiivista ympäristövaikutusta koko elinkaaren ajan. kiertokulkua sekä uusiutuvien luonnonvarojen käyttöä kierrätettävissä ja/tai biohajoavissa malleissa.
Puhutaan bioteknisten strategioiden potentiaalista muovien entsymaattiseen kierrätykseen, jota voidaan käyttää kiertobiotaloudessa. Lisäksi keskustellaan kestävien muovien mahdollisista käyttötavoista, tavoitteena kestävän kehityksen tavoitteiden saavuttaminen kansainvälisen yhteistyön avulla. Globaalin kestävän kehityksen saavuttaminen , tarvitaan huippuluokan polymeeripohjaisia materiaaleja kuluttajille ja monimutkaisille sovelluksille. Kirjoittajat keskustelevat myös biojalostamopohjaisten rakennuspalikoiden ymmärtämisen tärkeydestä, vihreästä kemiasta, kiertobiotalousaloitteista ja siitä, kuinka toiminnallisten ja älykkäiden ominaisuuksien yhdistäminen voi auttaa tekemään näistä materiaaleista enemmän kestävää.
Kestävän vihreän kemian periaatteiden (GCP), kiertotalouden (CE) ja biotalouden puitteissa kirjoittajat käsittelevät kestäviä muoveja, mukaan lukien biopohjaiset, biohajoavat polymeerit ja polymeerit, joissa yhdistyvät molemmat ominaisuudet.kehitys- ja integraatiovaikeudet ja strategiat).
Strategioidena polymeeritutkimuksen ja -kehityksen kestävyyden parantamiseksi kirjoittajat tarkastelevat elinkaariarviointia, suunnittelun kestävyyttä ja biojalostusta. He tutkivat myös näiden polymeerien mahdollista käyttöä kestävän kehityksen tavoitteiden saavuttamisessa ja teollisuuden, tiedemaailman ja hallituksen yhdistämisen tärkeyttä. varmistaa kestävien käytäntöjen tehokas täytäntöönpano polymeeritieteessä.
Tässä tutkimuksessa, joka perustuu useisiin raportteihin, tutkijat havaitsivat, että kestävä tiede ja kestävät materiaalit hyötyvät olemassa olevista ja nousevista teknologioista, kuten digitalisaatiosta ja tekoälystä, sekä niistä, joita tutkittiin resurssien ehtymisen ja muovisaasteen erityisiin haasteisiin vastaamiseksi. .monia strategioita.
Lisäksi monet tutkimukset ovat osoittaneet, että havainnointi, ennustaminen, automaattinen tiedon poiminta ja tietojen tunnistaminen, vuorovaikutteinen viestintä ja looginen päättely ovat kaikki tämän tyyppisten ohjelmistopohjaisten tekniikoiden ominaisuuksia. Niiden ominaisuudet, erityisesti suurten tietojoukkojen analysointi ja ekstrapolointi, olivat myös tunnistaa, mikä auttaa ymmärtämään paremmin maailmanlaajuisen muovikatastrofin laajuutta ja syitä sekä kehittämään innovatiivisia strategioita sen ratkaisemiseksi.
Yhdessä näistä tutkimuksista parannetun polyeteenitereftalaatti (PET) -hydrolaasin havaittiin depolymeroivan vähintään 90 % PET:stä monomeeriksi 10 tunnissa.Tieteellisen kirjallisuuden kestävän kehityksen tavoitteiden metabibliometrinen analyysi osoittaa, että tutkijat ovat oikealla tiellä kansainvälisen yhteistyön suhteen, sillä lähes 37 % kaikista kestävän kehityksen tavoitteita käsittelevistä artikkeleista on kansainvälisiä julkaisuja. Lisäksi yleisimmät tutkimusalat aineisto on biotieteet ja biolääketiede.
Tutkimuksessa todettiin, että huippuluokan polymeerien on sisällettävä kahdenlaisia toimintoja: ne, jotka johtuvat suoraan sovelluksen tarpeista (esimerkiksi selektiivinen kaasun ja nesteen läpäisy, aktivointi tai sähkövaraus) ja ne, jotka minimoivat ympäristöhaitat, kuten pidentämällä käyttöikää, vähentämällä materiaalin käyttöä tai mahdollistamalla ennustettavan hajoamisen.
Kirjoittajat havainnollistavat, että datalähtöisten tekniikoiden käyttö globaalien ongelmien ratkaisemiseen vaatii riittävästi ja puolueetonta dataa kaikilta maailman kolkilta, mikä korostaa kansainvälisen yhteistyön merkitystä. Kirjoittajat väittävät, että tieteellisillä klustereilla on lupaus lisätä ja helpottaa tiedon vaihtoa. ja infrastruktuuria sekä välttää tutkimuksen päällekkäisyyttä ja nopeuttaa muutosta.
He korostivat myös tieteellisen tutkimuksen saatavuuden parantamisen tärkeyttä. Tämä työ osoittaa myös, että kansainvälisen yhteistyön aloitteita harkittaessa on tärkeää noudattaa kestävän kumppanuuden sääntöjä, jotta varmistetaan, ettei se vaikuta mihinkään maihin tai ekosysteemeihin. Kirjoittajat korostavat, että se on tärkeää. muistaa, että meillä kaikilla on velvollisuus suojella planeettamme tuleville sukupolville.
Postitusaika: 22.2.2022