Badania: Szanse i wyzwania związane z włączeniem rozwoju zrównoważonych materiałów polimerowych do międzynarodowych koncepcji (bio)ekonomicznych o obiegu zamkniętym. Źródło zdjęcia: Lambert/Shutterstock.com
Ludzkość stoi przed wieloma ogromnymi wyzwaniami, które zagrażają jakości życia przyszłych pokoleń. Długoterminowa stabilność gospodarcza i środowiskowa jest ogólnym celem zrównoważonego rozwoju. Z biegiem czasu wyłoniły się trzy powiązane ze sobą filary zrównoważonego rozwoju, a mianowicie rozwój gospodarczy, rozwój społeczny i środowisko ochrona;jednakże „zrównoważony rozwój” pozostaje koncepcją otwartą z wieloma interpretacjami w zależności od kontekstu.
Produkcja i konsumpcja polimerów towarowych zawsze była integralną częścią rozwoju naszego nowoczesnego społeczeństwa. Materiały na bazie polimerów będą nadal odgrywać ważną rolę w osiąganiu celów zrównoważonego rozwoju Organizacji Narodów Zjednoczonych (SDG) ze względu na ich przestrajalne właściwości i różnorodne Funkcje.
Wypełnianie rozszerzonej odpowiedzialności producenta, recykling i ograniczanie ilości jednorazowych tworzyw sztucznych przy użyciu strategii innych niż tradycyjny recykling (poprzez topienie i ponowne wytłaczanie) oraz opracowywanie bardziej „zrównoważonych” tworzyw sztucznych, w tym ocena ich wpływu w całym cyklu życia, to realna opcja zaradzić kryzysowi plastycznemu.
W tym badaniu autorzy badają, w jaki sposób celowe połączenie różnych właściwości/funkcji, od gospodarki odpadami po projektowanie materiałów, może poprawić zrównoważony rozwój tworzyw sztucznych. Przyjrzeli się narzędziom do pomiaru i ograniczania negatywnego wpływu tworzyw sztucznych na środowisko przez cały okres ich użytkowania cyklu, a także wykorzystanie zasobów odnawialnych w projektach nadających się do recyklingu i/lub biodegradacji.
Omówiono potencjał strategii biotechnologicznych w zakresie enzymatycznego recyklingu tworzyw sztucznych, które można wykorzystać w biogospodarce o obiegu zamkniętym. Ponadto omówiono potencjalne zastosowania zrównoważonych tworzyw sztucznych, mając na celu osiągnięcie Celów Zrównoważonego Rozwoju poprzez współpracę międzynarodową. Aby osiągnąć globalny zrównoważony rozwój , wymagane są najnowocześniejsze materiały na bazie polimerów dla konsumentów i złożone zastosowania. Autorzy omawiają również znaczenie zrozumienia elementów składowych opartych na biorafinerii, zielonej chemii, inicjatyw w zakresie biogospodarki o obiegu zamkniętym oraz tego, w jaki sposób połączenie funkcjonalności i inteligentnych możliwości może pomóc w udoskonaleniu tych materiałów zrównoważony.
W ramach zasad zrównoważonej zielonej chemii (GCP), gospodarki o obiegu zamkniętym (CE) i biogospodarki autorzy omawiają zrównoważone tworzywa sztuczne, w tym biodegradowalne polimery pochodzenia biologicznego oraz polimery łączące obie właściwości.trudności i strategie rozwojowe i integracyjne).
Jako strategie poprawy zrównoważonego charakteru badań i rozwoju polimerów autorzy analizują ocenę cyklu życia, zrównoważony rozwój projektów i biorafinerię. Badają także potencjalne wykorzystanie tych polimerów w osiąganiu celów zrównoważonego rozwoju oraz znaczenie łączenia przemysłu, środowiska akademickiego i rządu w celu osiągnięcia celów zrównoważonego rozwoju zapewnić skuteczne wdrażanie zrównoważonych praktyk w nauce o polimerach.
W tym badaniu, na podstawie szeregu raportów, naukowcy zaobserwowali, że zrównoważona nauka i zrównoważone materiały korzystają z istniejących i powstających technologii, takich jak cyfryzacja i sztuczna inteligencja, a także tych zbadanych w celu sprostania konkretnym wyzwaniom związanym z wyczerpywaniem się zasobów i zanieczyszczeniem tworzywami sztucznymi .wiele strategii.
Co więcej, wiele badań wykazało, że percepcja, przewidywanie, automatyczne wydobywanie wiedzy i identyfikacja danych, interaktywna komunikacja i logiczne rozumowanie to możliwości tego typu technologii opartych na oprogramowaniu. Ich możliwości, szczególnie w zakresie analizowania i ekstrapolacji dużych zbiorów danych, zostały również zbadane zidentyfikowane, co przyczyni się do lepszego zrozumienia skali i przyczyn globalnej katastrofy plastikowej, a także opracowania innowacyjnych strategii radzenia sobie z nią.
W jednym z tych badań zaobserwowano, że udoskonalona hydrolaza z politereftalanu etylenu (PET) depolimeryzuje co najmniej 90% PET do monomeru w ciągu 10 godzin.Metabibliometryczna analiza celów zrównoważonego rozwoju w literaturze naukowej pokazuje, że badacze są na dobrej drodze w zakresie współpracy międzynarodowej, gdyż prawie 37% wszystkich artykułów poświęconych celom zrównoważonego rozwoju to publikacje międzynarodowe. Co więcej, najczęstszymi obszarami badawczymi w zbiorem danych są nauki o życiu i biomedycyna.
Z badania wynika, że najnowocześniejsze polimery muszą spełniać dwa rodzaje funkcji: te bezpośrednio wynikające z potrzeb danego zastosowania (na przykład selektywne przenikanie gazów i cieczy, uruchamianie lub przenoszenie ładunku elektrycznego) oraz te, które minimalizują zagrożenia dla środowiska, na przykład poprzez wydłużenie okresu użytkowania, zmniejszenie zużycia materiałów lub umożliwienie przewidywalnego rozkładu.
Autorzy pokazują, że wykorzystanie technologii opartych na danych do rozwiązywania problemów globalnych wymaga wystarczających i bezstronnych danych ze wszystkich zakątków globu, ponownie podkreślając znaczenie współpracy międzynarodowej. Autorzy przekonują, że klastry naukowe mogą przyczynić się do zwiększenia i ułatwienia wymiany wiedzy i infrastruktury, a także uniknąć powielania badań i przyspieszyć transformację.
Podkreślili także znaczenie poprawy dostępu do badań naukowych. Praca ta pokazuje również, że rozważając inicjatywy w zakresie współpracy międzynarodowej, niezwykle ważne jest przestrzeganie zasad zrównoważonego partnerstwa, aby mieć pewność, że nie wpłynie to na żadne kraje ani ekosystemy. Autorzy podkreślają, że jest to ważne pamiętać, że wszyscy mamy obowiązek chronić naszą planetę dla przyszłych pokoleń.
Czas publikacji: 22 lutego 2022 r