Nền kinh tế mới phát triển vật liệu môi trường

Nghiên cứu: Cơ hội và thách thức trong việc tích hợp việc phát triển vật liệu polymer bền vững vào các khái niệm kinh tế (sinh học) tuần hoàn quốc tế. Nhà cung cấp hình ảnh: Lambert/Shutterstock.com
Nhân loại phải đối mặt với nhiều thách thức ghê gớm đe dọa chất lượng cuộc sống của các thế hệ tương lai. Ổn định kinh tế và môi trường lâu dài là mục tiêu chung của phát triển bền vững. Theo thời gian, ba trụ cột có mối liên hệ với nhau của phát triển bền vững đã xuất hiện, đó là phát triển kinh tế, phát triển xã hội và môi trường. sự bảo vệ;tuy nhiên, “tính bền vững” vẫn là một khái niệm mở với nhiều cách hiểu tùy theo ngữ cảnh.
Việc sản xuất và tiêu thụ polyme hàng hóa luôn là một phần không thể thiếu trong sự phát triển của xã hội hiện đại của chúng ta. Vật liệu làm từ polyme sẽ tiếp tục đóng một vai trò quan trọng trong việc đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững (SDG) của Liên Hợp Quốc vì các đặc tính có thể điều chỉnh được và nhiều chức năng.
Hoàn thành Trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất, tái chế và giảm thiểu nhựa sử dụng một lần bằng các chiến lược khác ngoài tái chế truyền thống (thông qua nấu chảy và ép đùn lại), đồng thời phát triển nhiều loại nhựa “bền vững” hơn, bao gồm đánh giá tác động của chúng trong suốt vòng đời, tất cả đều là một lựa chọn khả thi để giải quyết cuộc khủng hoảng nhựa.
Trong nghiên cứu này, các tác giả điều tra làm thế nào sự kết hợp có chủ đích của nhiều đặc tính/chức năng khác nhau, từ quản lý chất thải đến thiết kế vật liệu, có thể cải thiện tính bền vững của nhựa. Họ đã xem xét các công cụ đo lường và giảm tác động tiêu cực của nhựa đến môi trường trong suốt cuộc đời của chúng chu trình, cũng như tiện ích của các nguồn tài nguyên tái tạo trong các thiết kế có thể tái chế và/hoặc phân hủy sinh học.
Tiềm năng của các chiến lược công nghệ sinh học để tái chế nhựa bằng enzym có thể được sử dụng trong nền kinh tế sinh học tuần hoàn cũng được thảo luận. Ngoài ra, việc sử dụng tiềm năng của nhựa bền vững cũng được thảo luận nhằm mục đích đạt được các Mục tiêu Phát triển Bền vững thông qua hợp tác quốc tế. Để đạt được sự bền vững toàn cầu , cần có các vật liệu dựa trên polyme tiên tiến dành cho người tiêu dùng và các ứng dụng phức tạp. Các tác giả cũng thảo luận về tầm quan trọng của việc hiểu rõ các khối xây dựng dựa trên tinh chế sinh học, hóa học xanh, các sáng kiến ​​kinh tế sinh học tuần hoàn và cách kết hợp các khả năng chức năng và thông minh có thể giúp tạo ra các vật liệu này hiệu quả hơn bền vững.
Trong khuôn khổ các nguyên tắc hóa học xanh bền vững (GCP), nền kinh tế tuần hoàn (CE) và kinh tế sinh học, các tác giả thảo luận về nhựa bền vững, bao gồm các polyme có nguồn gốc sinh học, có thể phân hủy sinh học và các polyme kết hợp cả hai đặc tính.những khó khăn và chiến lược phát triển và hội nhập).
Là chiến lược nhằm cải thiện tính bền vững của nghiên cứu và phát triển polyme, các tác giả xem xét đánh giá vòng đời, tính bền vững của thiết kế và nhà máy lọc sinh học. Họ cũng khám phá khả năng sử dụng các polyme này trong việc đạt được SDG và tầm quan trọng của việc tập hợp ngành công nghiệp, giới học thuật và chính phủ để cùng nhau thực hiện. đảm bảo thực hiện hiệu quả các thực hành bền vững trong khoa học polyme.
Trong nghiên cứu này, dựa trên một số báo cáo, các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng khoa học bền vững và vật liệu bền vững được hưởng lợi từ các công nghệ hiện có và mới nổi, chẳng hạn như số hóa và trí tuệ nhân tạo, cũng như những công nghệ được khám phá để giải quyết các thách thức cụ thể về cạn kiệt tài nguyên và ô nhiễm nhựa .nhiều chiến lược.
Hơn nữa, nhiều nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhận thức, dự đoán, trích xuất kiến ​​thức tự động và nhận dạng dữ liệu, giao tiếp tương tác và suy luận logic đều là những khả năng của các loại công nghệ dựa trên phần mềm này. Khả năng của chúng, đặc biệt là trong việc phân tích và ngoại suy các tập dữ liệu lớn, cũng được xác định, điều này sẽ góp phần hiểu rõ hơn về mức độ và nguyên nhân của thảm họa nhựa toàn cầu, cũng như phát triển các chiến lược đổi mới để đối phó với nó.
Trong một trong những nghiên cứu này, người ta đã quan sát thấy hydrolase polyetylen terephthalate (PET) cải tiến có khả năng khử polyme ít nhất 90% PET thành monome trong vòng 10 giờ.Một phân tích tổng hợp thư mục về SDG trong tài liệu khoa học cho thấy các nhà nghiên cứu đang đi đúng hướng về mặt hợp tác quốc tế, vì gần 37% tổng số bài báo đề cập đến SDG là các ấn phẩm quốc tế. Hơn nữa, các lĩnh vực nghiên cứu phổ biến nhất trong tập dữ liệu là khoa học đời sống và y sinh.
Nghiên cứu kết luận rằng, các polyme tiên tiến phải có hai loại chức năng: những loại chức năng bắt nguồn trực tiếp từ nhu cầu của ứng dụng (ví dụ: truyền dẫn khí và chất lỏng chọn lọc, dẫn động hoặc truyền điện) và những loại chức năng giảm thiểu các mối nguy hiểm cho môi trường, chẳng hạn như bằng cách kéo dài tuổi thọ chức năng, giảm sử dụng vật liệu hoặc cho phép phân hủy có thể dự đoán được.
Các tác giả minh họa rằng việc sử dụng các công nghệ dựa trên dữ liệu để giải quyết các vấn đề toàn cầu đòi hỏi phải có dữ liệu đầy đủ và không thiên vị từ mọi nơi trên thế giới, đồng thời nhấn mạnh lại tầm quan trọng của hợp tác quốc tế. Các tác giả cho rằng các cụm khoa học hứa hẹn sẽ tăng cường và tạo điều kiện thuận lợi cho việc trao đổi kiến ​​thức và cơ sở hạ tầng, cũng như tránh trùng lặp trong nghiên cứu và đẩy nhanh quá trình chuyển đổi.
Họ cũng nhấn mạnh tầm quan trọng của việc cải thiện khả năng tiếp cận nghiên cứu khoa học. Công trình này cũng cho thấy rằng khi xem xét các sáng kiến ​​hợp tác quốc tế, điều quan trọng là phải tuân thủ các quy tắc hợp tác bền vững để đảm bảo rằng không có quốc gia hoặc hệ sinh thái nào bị ảnh hưởng. Các tác giả nhấn mạnh rằng điều quan trọng là hãy nhớ rằng tất cả chúng ta đều có trách nhiệm bảo vệ hành tinh của mình cho các thế hệ tương lai.