شيمی نقشی بنيادی در پيشرفت تمدن آدمی داشته و جايگاه آن در اقتصاد، سياست و زندگی‌روزمره روز به روز پر رنگ‌تر شده است. با اين همه، شيمی طی روند پيشرفت خود، که همواره با سود رساندن به آدمی همراه بوده، آسيب‌های چشم‌گيری نيز به سلامت آدمی و محيط زيست وارد کرده است. شيميدان‌ها طی سال‌ها کوشش و پژوهش، مواد خامی را از طبيعت برداشت کرده‌اند، که با سلامت آدمی و شرايط محيط زيست سازگاری بسيار دارند، و آن‌ها را به موادی دگرگونه کرده‌اند که سلامت آدمی و محيط زيست را به چالش کشيده‌اند. هم‌چنين، اين مواد به‌سادگی به چرخه‌ی طبيعی مواد باز نمی‌گردند و سال‌های زيادی به صورت زباله‌های بسيار آسيب‌رسان و هميشگی در طبيعت می‌ماند.

بارها از آسيب‌های مواد شيميايی به بدن آدمی و محيط زيست شنيده و خوانده‌ايم. اما، چاره‌ی کار چيست؟ آيا دوری و پرهيز از بهره‌گيری از مواد شيميايی می‌تواند به ما کمک کند؟ تا چه اندازه‌ای می‌توانيم از آن‌ها دوری کنيم؟ کدام‌ها را می‌توانيم به کار نبريم؟ کدام‌يک از فرآورده‌های شيميايی را می‌توان يافت که با آسيب به سلامت آدمی يا محيط زيست همراه نباشد؟ داروهايی که سلامتی ما به آن‌ها بستگی زيادی دارد، خود با آسيب‌هايی به بدن ما همراه‌اند. آيا می‌توانيم آن‌ها را به کار نبريم؟ آيا می‌توان آب تصفيه شده با مواد شيميايی را ننوشيم؟ پيرامون ما را انبوهی از مواد شيميايی گوناگون فراگرفته‌اند که در زهرآگين بودن و آسيب‌رسان بودن بيش‌تر آن‌ها شکی نداريم و از بسياری از آن‌ها نيز نمی‌توانيم دوری کنيم.

بی‌گمان هر اندازه که بتوانيم از به کارگيری مواد شيميايی در زندگی خود پرهيز کنيم يا از رها شدن اين گونه مواد در طبيعت جلوگيری کنيم، به سلامت خود و محيط زيست کمک کرده‌ايم. اما به نظر می‌رسد در کنار اين راهکارهای پيش‌گيرانه، که تا کنون کارآمدی چشمگيری از خود نشان نداده‌اند، بايد به راه‌های کارآمدتری نيز بيانديشيم که دگرگونی در شيوه‌ی ساختن مواد شيمايی در راستای کاهش آسيب‌های آن‌ها به آدمی و محيط زيست، يکی از اين راه‌هاست. امروزه، از اين رويکرد نوين با عنوان شيمی سبز ياد می‌شود که عبارت است از: طراحی فرآورده‌ها و فرآيندهای شيميايی که به‌کارگيری و توليد مواد آسيب‌رسان به سلامت آدمی و محيط زيست را کاهش می‌دهند يا از بين می‌برند.

بنيادهای شيمی سبز

شيمی سبز، که ‌بيش‌تر به عنوان شيوه‌ای برای پيش‌گيری از آلودگی در سطح مولکولی شناخته می‌شود، بر دوازده بنياد استوار است که طراحی يا بازطراحی مولکول‌ها، مواد و دگرگونی‌های شيميايی در راستای سالم‌تر کردن آن‌ها برای آدمی و محيط زيست، بر پايه‌ی آن‌ها انجام می‌شود.

1. پيش‌گيری از توليد فراورده‌های بيهوده

توانايی شيمی‌دان‌ها برای بازطراحی دگرگونی‌های شيميايی برای کاستن از توليد فراورده‌های بيهوده‌ و آسيب‌رسان، نخستين گام در پيش‌گيری از آلودگی است. با پيش‌گيری از توليد فراورده‌های بيهوده، آسيب‌های مرتبط با انبارکردن، جابه‌جايی و رفتار با آن‌ها را به کم‌ترين اندازه‌ی خود کاهش می‌دهيم.

2. اقتصاد اتم، افزايش بهره‌وری از اتم

اقتصاد اتم به اين مفهوم است که بازده دگرگونی‌های شيميايی را افزايش دهيم. يعنی طراحی دگرگونی‌های شيميايی به شيوه‌ای باشد که گنجاندن بيش‌تر مواد آغازين را در فرآورده‌ها‌ی نهايی درپی داشته باشد. گزينش اين گونه دگرگونی‌ها، بازده را افزايش و فرآورده‌های بيهوده را کاهش می‌دهد.

3. طراحی فرايندهای شيميايی کم‌آسيب‌تر

شيمی‌دان‌ها در جايی که امکان دارد بايد شيوه‌ی را طراحی کنند تا موادی را به کار برد يا توليد کند که زهرآگينی کم‌تری برای آدمی يا محيط زيست داشته باشند. اغلب برای يک دگرگونی شيميايی واکنش‌گرهای گوناگونی وجود دارد که از ميان آن‌ها می‌توان مناسب‌ترين را برگزيد.

4. طراحی مواد و فراورده‌های شيميايی سالم‌تر

فراورده‌های شيميايی بايد به گونه‌ای طراحی شوند که با وجود کاهش زهرآگينی‌شان کار خود را به‌خوبی انجام دهند. فراورده‌های جديد را می‌توان به گونه‌ای طراحی کرد که سالم‌تر باشند و در همان حال، کار در نظر گرفته شده برای آن‌‌ها را به‌خوبی انجام دهند.

5. بهره‌گيری از حلال‌ها و شرايط واکنشی سالم‌تر

بهره‌گيری از مواد کمکی(مانند حلال‌ها و عامل‌های جداکننده) تا جايی که امکان دارد به کم‌ترين اندازه‌ برسد و زمانی که به کار می‌روند از گونه‌های کم‌آسيب‌رسان باشند. دوری کردن از جداسازی در جايی که امکان دارد و کاهش بهره‌گيری از مواد کمکی، در کاهش فراورده‌های بيهوده کمک زيادی می‌کند.

6. افزايش بازده انرژی.

نياز به انرژی در فرايندهای شيميايی از نظر اثر آن‌ها بر محيط زيست و اقتصاد بايد در نظر گرفته شود و به کم‌ترين ميزان خود کاهش يابد. اگر امکان دارد، روش‌های ساخت و جداسازی بايد به گونه‌ای طراحی شود که هزينه‌های انرژی مرتبط با دما و فشار بسيار بالا يا بسيار پايين به کم‌ترين اندازه‌ی خود برسد.

7. بهره‌گيری از مواداوليه‌ی نوشدنی

دگرگونی‌های شيميايی بايد به گونه‌ای طراحی شوند تا از مواد اوليه‌ی نوشدنی بهره گيرند. فرآورده‌های کشاورزی يا فرآورده‌های بيهوده‌ی فرآيندهای ديگر، نمونه‌هايی از مواد نوشدنی هستند. تا جايی که امکان دارد، اين گونه مواد را به‌جای مواد اوليه‌ای که از معدن يا سوخت‌های فسيلی به دست می‌آيند، به کار بريم.

8. پرهيز از مشتق‌های شيميايی.

مشتق‌گرفتن‌(مانند بهره‌گيری از گروه‌های مسدودکننده يا تغييرهای شيميايی و فيزيکی گذرا) بايدکاهش يابد، زيرا چنين مرحله‌هايی به واکنشگرهای اضافی نياز دارند که می‌توانند فراورده‌های بيهوده توليد کنند.  توالی‌های جايگزين می‌توانند نياز به گروه‌های حفاظت‌کننده يا تغيير گروه‌های عاملی را از بين ببرند يا کاهش دهند.

9. بهره‌گيری از کاتاليزگرها

کاتاليزگرها گزينشی بودن يک واکنش را افزايش می‌دهند؛ دمای مورد نياز را کاهش می‌دهند؛ واکنش‌های جانبی را به کم‌ترين اندازه می‌رسانند؛ ميزان دگرگون‌شدن واکنشگرها به فرآورده‌های نهايی را افزايش می‌دهند و ميزان فرآورده‌های بيهوده مرتبط با واکنشگرها را کاهش می‌دهند.

10. طراحی برای خراب شدن

فروآرده‌های شيميايی بايد به گونه‌ای طراحی شوند که در پايان کاری که برای آن‌ها در نظر گرفته شده، به فرآورده‌ها‌ی تجزيه‌شدنی، بشکنند و زياد در محيط زيست نمانند. روش طراحی در سطح مولکول برای توليد فرآورده‌هايی که پس از آزاد شدن در محيط به مواد آسيب‌نرسان تجزيه می‌شوند، مورد توجه است.

11. تحليل در زمان واقعی برای پيش‌گيری از آلودگی

بسيار اهميت دارد که پيشرفت يک واکنش را همواره پی‌گيری کنيد تا بدانيد چه هنگام واکنش کامل می‌شود يا بروز هر فراورده‌ی جانبی ناخواسته را شناسايی کنيد. هر جا که امکان داشته باشد، روش‌های آناليز در زمان واقعی به کار گرفته شوند تا به وجود آمدن مواد آسيب‌رسان پی‌گيری و پيش‌گيری شود.

12. کاهش احتمال روی‌دادهای ناگوار

يک راه برای کاهش احتمال روی‌داهای شيميايی ناخواسته، بهره‌گيری از واکنش‌گرها و حلال‌هايی است که احتمال انفجار، آتش‌سوزی و رهاشدن ناخواسته‌ی مواد شيميايی را کاهش می‌دهند. آسيب‌های مرتبط با اين روی‌دادها را می‌توان به تغييردادن حالت(جامد، مايع يا گاز) يا ترکيب واکنش‌گرها کاهش داد.

کوشش‌ها و دستاوردهای شيمی سبز

شيميدان‌های سبز در پی آن هستند که روندهای شيميايی سالم‌تری را جايگزين روندهای کنونی کنند يا با جايگزين کردن مواد اوليه‌ی سالم‌تر يا انجام دادن واکنش‌ها در شرايط ايمن‌تر، فراورده‌های سالم‌تری را به جامعه هديه دهند. برخی از آن ها می‌کوشند شيمی را به زيست‌شيمی نزديک کند، چرا که واکنش‌های زيست‌شيميايی طی ميليون‌ها سال رخ داده‌اند و چه برای آدمی و چه برای محيط زيست، چالش‌ها نگران کننده‌ی به وجود نياورده‌اند. بسياری از اين واکنش‌ها در شرايط طبيعی رخ می‌دهند و به دما و فشار بالا نياز ندارند. فراورده‌های آن‌ها نيز به آسانی به چرخه‌ی مواد بازمی‌گردند و فراورده‌های جانبی آن‌ها برای جانداران سودمند هستند. الگو برداری از اين واکنش‌ها می‌تواند چالش‌های بهداشتی و زيست‌محيطی کنونی را کاهش دهد.

گروه ديگری از شيميدان‌های سبز می‌کوشند بهره‌وری اتمی را افزايش دهند. طی يک واکنش شيميايی شماری اتم آغازگر واکنش هستند و در پايان بيش‌تر واکنش‌ها با فراورده‌هايی رو به رو هستيم که شمار اتم‌های آن‌ها از شمار همه‌ی اتم‌های آغازين بسيار کم‌تر است. بی‌گمان آن اتم‌ها نابود نشده‌اند، بلکه در ساختمان فرآورده‌های بيهوده و اغلب آسيب‌رسان به طبيعت رها می‌شوند و سلامت آدمی و ديگر جانداران را به چاش می‌کشند. هر چه بتوانيم اتم‌های بيش‌تری در فرآورده‌های بگنجانيم، هم به سلامت خود و محيط زيست کمک کرده‌ايم و هم از هدر رفتن اتم‌هايی که به عنوان مواد اوليه برای آن‌ها پول پرداخت کرده‌ايم، پيش‌گيری می‌کنيم.

بازطراحی واکنش‌های شيميايی نيز راهکار سودمند ديگری برای پيش‌گيری از پيامدهای ناگوار مواد شيميايی است. در اين بازطراحی‌ها از مواد آغازگر سالم‌تر بهره می‌گيرند يا روندهايی را طراحی می‌کنند که با واکنش‌های مرحله‌ای کم‌تر به فراورده برسند. هم‌چنين، روندهايی را طراحی می‌کنند که به مواد کمکی کم‌تر، به‌ويژه حلال‌های شيميايی، نياز دارند. گاهی نيز واکنش‌های زيست‌شيمی و شيمی را به هم گره می‌زنند و روند سالم‌تری و کارآمدتری را می‌آفرينند. بازطراحی روند داروها می‌تواند همراه با افزايش کارآمدی آن‌ها به هر چه سالم‌تر شدن آن‌ها بينجامد و اثرهای جانبی آن‌ها بر روندهای زيست شناختی بدن، تا جايی که امان دارد، کاهش دهد.

در ادامه به نمونه‌هايی از کوشش‌ها و دستاوردهای شيميدان‌های سبز اشاره می شود.

1. سوخت‌های جايگزين

به کارگيری سوخت‌های فسيلی در خودروها با رهاشدن انبوهی از گازهای گلخانه‌ی به جو همراه شده که دگرگونی‌های آب و هوايی را در پی داشته است. از سوختن نادرست آن‌ها نيز، مواد زهرآگينی به هوا آزاد شده که سلامتی آدمی را به چالش کشيده است. حتی اگر بتوانيم بر اين دو چالش بزرگ پيروز شويم، با کاهش روز افزون اندوخته‌های فسيلی روبه‌رو هستيم که از آن گريزی نيست. اين تنگناها همراه با افزايش روز افزون بهای اين گونه سوخت‌ها، که به نظر می‌رسد همچنان ادامه يابد، پژوهشگران و مهندسان بسياری را به فکر طراحی خودروهايی با سوخت هيدروژن انداخته است. چرا که خاستگاه اين سوخت، آب است که فراوان‌ترين ماده در طبيعت است و فرآورده‌ی سوختن اين سوخت در خودرو نيز خود آب است.

با اين همه، سوخت هيدروژن با چالش بزرگی رو‌به‌رو است. فراهم آوردن هيدروژن از آب با فرآيند الکتروليز انجام می‌شود که برای پيشبرد آن به الکتريسيته نياز هست و اکنون نيز بيش‌تر الکتريسيته از سوختن اندوخته‌های فسيلی به دست می‌آيد. شايد روزی با به‌کاربردن برخی کاتاليزگرها بتوانيم از انرژی خورشيدی به جای سوخت‌های فسيلی در پيش بردن روند الکتروليز بهره گيريم، اما هنوز راهکار کارآمدی برای توليد ارزان هيدروژن پيشنهاد نشده است و به نظر نمی‌رسد در آينده‌ای نزديک به چنين توانی دست پيدا کنيم. با اين همه، برخی دانشمندان اميدوارند بتوانند خواستگاه زيستی برای هيدروژن به وجود آورند.

گروهی از پژوهشگران در سال 2000 ميلادی گزارش کردند که توانسته‌اند از جلبک‌های سبز برای آزاد کردن هيدروژن از مولکول‌های آب، به همان اندازه که از الکتروليز به دست می‌آيد، بهره‌ گيرند. اما نور خورشيد برای اين رويکرد گرفتاری درست می‌کند، چرا که جلبک طی فرآيند فتوسنتز اکسيژن نيز توليد می‌کند. اين اکسيژن از کار آنزيم توليدکننده‌ی هيدروژن جلوگيری می‌کند و در نتيجه هيدروژن اندکی به دست می‌آيد دانشمندان می‌کوشند با تغييرهايی که در اين فرايند طبيعی می‌دهند، بازده‌ی توليد هيدروژن را بالا ببرند. شايد يک روز آبگير کوچکی که از جلبک پوشيده شده است، خواستگاه هيدروژن خودروهای ما باشد.

در رويکرد ديگر که مورد توجه است، از روغن‌های گياهی به عنوان خواستگاهی برای تهيه‌ی سوخت جايگزين بهره می‌گيرند. برای تهيه‌ی اين نوع سوخت، که با عنوان بيوديزل شناخته می شود، پس مانده‌ی روغن آشپزی را نيز می‌توان به کار گرفت. هر چند از سوختن اين نوع سوخت نيز مانند ديگر سوخت‌های فسيلی گاز گل‌خانه‌ی آزاد می‌شود، اما به اندازه‌ا‌ی توليد می‌شود که گياهان طی فرآيند فتوسنتز آن را برای توليد قند به کار می‌گيرند. از سوی ديگر، روغن‌ها گياهی نوشدنی هستند و از سوختن آن‌ها گوگرد و آلاينده‌های آسيب‌رسان ديگری آزاد نمی‌شود. از سودمندی‌های ديگر اين نوع سوخت اين است که گليسرين، ماده‌ای که در صابون، خميردندان، مواد آرايشی و جاهای ديگر به کار می‌رود، از فرآورده‌های جانبی روند توليد آن است. هم‌چنين، چون طی روند توليد اين سوخت، به آن اکسيژن افزوده می شود، بهتر از سوخت نفتی در موتور می‌سوزد. به روغن‌کاری موتور نيز کمک می‌کند و بر درازی عمر آن می‌افزايد.

2. پلاستيک‌های سبز و تجزيه‌پذير

زندگی در جهانی بودن پلاستيک بسيار دشوار است. پلاستيک‌ها د ر توليد هر گونه فرآورده ‌ی صنعتی، از صنعت خودروسازی گرفته تا دنيای پزشکی، به کارگرفته شده‌اند . تنها در ايالات متحده ‌ی امريکا سالانه نزديک 50 ميليون تن پلاستيک توليد می‌شود. اما اين مواد به عنوان زباله‌های پايدار به تجزيه ميکروبی، چالش‌های زيست ‌ محيطی پيچيده‌ای به بار آورده‌اند. پلاستيک‌ها علاوه بر اين که جاهای به خاک‌سپاری زباله را پر کرده‌اند، سالانه در حجمی برابر با چند هزار تن به محيط‌های دريايی وارد می‌شوند. برآورد شده است که هر سال يک ميليون جانور دريايی به دليل خفگی حاصل از خوردن پلاستيک‌ها به عنوان غذا يا به دام افتادن در زباله‌های پلاستيکی از بين می‌روند.

در سال های اخير، کوشش‌های قانونی برای جلوگيری از دورريزی پلاستيک‌های تجزيه ناشدنی، افزايش يافته است. اين کوشش‌ها صنعت‌‌گران پلاستيک را واداشته است تا در پی پلاستيک‌هايی باشند که پيامدهای زيست‌محيطی کم‌تری دارند. پلاستيک‌های نشاسته‌ای تجزيه‌پذير و پلاستيک‌های ميکروبی از دستاورد کوشش‌های چند ساله‌ی پژوهشگران اين زمينه‌ی در حال پيشرفت و گسترش است.

در پلاستيک های نشاسته‌ای، قطعه‌های کوتاهی از پلی‌اتيلن با مولکول‌های نشاسته به هم می‌پيوندند. هنگامی که اين پلاستيک‌ها در جاهای به خاک‌سپاری زباله ‌ها، دور ريخته می‌شود، باکتری‌های خاک به مولکول‌های نشاسته يورش می‌برند و قطعه‌های پلی‌اتيلن را برای تجزيه‌ی ميکروبی رها می‌سازند. اين گونه پلاستيک‌ها اکنون در بازار وجود دارند و به ويژه‌ برای پلاستيک‌ها جابه‌جايی و نگهداری مواد عذايی و ديگر وسايل يک‌بار مصرف بسيار سودمند هستند. با اين همه، کمبود اکسيژن در جاهای به خاک‌سپاری زباله‌‌ها و اثر مهاری قطعه‌های پلی‌اتيلن بر عملکرد باکتری‌ها، بهره‌گيری استفاده از اين پلاستيک‌ها را محدود ساخته است.

در سال 1925 ميلادی گروهی از دانشمندان کشف کردند که گونه‌های زيادی از باکتری‌ها ، بسپار پلی‌بی هيدروکسی بوتيرات(PHB) می‌سازند و از آن به عنوان اندوخته‌ی غذايی خود بهره می‌گيرند. در دهه ‌ی 1970، پژوهش‌های نشان داد که PHB بسياری از ويژگی‌های پلاستيک‌های نفتی(مانند پلی‌اتيلن) را دارد. از اين رو، کم ‌ کم گفت و شنود پيرامون بهره‌گيری از اين بسپار به عنوان جايگزينی مناسب برای پلاستيک‌های تجزيه‌ناپذير کنونی آغاز شد. سپس در سال 1992، گروهی از پژوهشگران ژن‌های درگير در ساختن اين بسپار را به گياه رشادی(Arabidopsis thaliana) وارد کردند و به اين ترتيب گياهی پديد آوردند که پلاستيک توليد می‌کند.

سال پس از آن، توليد اين پلاستيک سبز در گياه ذرت آغاز شد و برای اين که توليد پلاستيک با توليد مواد غذايی رقابت نکند، پژوهشگران بخش‌هايی از گياه ذرت (برگ‌ها و ساقه‌ها) را ، که به طور معمول برداشت نمی‌شوند، هدف قرار دادند. پرورش پلاستيک در اين بخش‌ها به کشاورزان امکان می‌دهد که پس از برداشت دانه‌های ذرت، زمين را برای برداشت ساقه‌ها و برگ‌هاي دارای پلاستيک درو کنند. پژوهشگران درباره‌ی افزايش مقدار پلاستيک در گياهان، پيشرفت‌های چشم‌گيری داشته‌اند. با اين همه، هنوز دشواری‌هايی برای رسيدن به نتيجه‌ی مناسب وجود دارد.

کلروپلاست‌های برگ بهترين جا برای توليد پلاستيک به شمار می‌آيند، اما چون کلروپلاست‌های جای جذب نور هستند، مقدار زياد پلاستيک می‌تواند فتوسنتز را مهار کند و بازده‌ی محصول را کاهش دهد. بيرون کشيدن پلاستيک از گياه نيز دشوار است. اين کار به مقدار زيادی حلال نياز دارد که بايد پس از بهره‌گيری، بازيافت شود. بر اساس تازه‌ترين تخمين‌ها, توليد يک کيلوگرم PHB در گياه ذرت در مقايسه با پلی‌اتيلن به سه برابر انرژی بيش‌تری نياز دارد. کشت انبوه ميکروب‌های پلاستيک ساز نيز به همين ميزان انرژی نياز دارد.

3. بازطراحی واکنش‌‌های شيميايی

در روند بازطراحی واکنش‌های شيميايی از واکنشگرهای آغازکنده‌ای بهره گرفته می‌شود که سالم‌ترند. در اين را ممکن است روندهای زيست‌شيميايی نيز سودمند باشند. برای مثال، اديپيک اسيد، HOOC(CH2)₄COOH يک ماده‌ی خام کليدی در توليد نايلون و فرآورده‌های مانند آن است که سالانه بيش از 2 ميليون تن از آن در صنعت به کار گرفته می‌شود. اين ماده از بنزن ساخته می‌شود که سرطان‌زا است و از اندوخته‌های فسيلی نونشدنی به دست می‌آيد. اما به تازگی دو شيميدان توانسته‌اند اين ماده را از يکی از فراوان‌ترين، سالم‌ترين و نوشدنی‌ترين مواد طبيعی، يعنی گلوکز، بسازند. آن‌ها در اين راه از باکتری‌هايی کمک گرفتند که با مهندسی ژنتيک آنزيم ويژه‌ای در آن‌ها کار گذاشته شده بود و به ناچار طی يک روند زيست‌شيميايی ناخواسته، بنزن را از گلوکز می‌سازند.

توجه به اقتصاد اتم نيز کمک زيادی می‌کند. برای مثال، پژوهشگران توانسته‌اند اقتصاد اتمی را در روند توليد ايبوپورفن، ترکيبی که در بسياری از آرامش‌بخش‌ها به کار می‌رود، از 40 درصد به 77 درصد برسانند و اين يعنی، اتم‌های بيش‌تری که شرکت داروسازی برای آن‌ها هزينه پرداخته است، به صورت مولکول پر فروشی در می‌آيند و فراورده‌های بيهوده، که می‌توانند به محيط‌زيست آسيب برسانند، کم‌تر توليد می‌شوند.

4. چندسازه‌های زيستی

اگر چه موادشناسان تنها در چند دهه‌ی گذشته به سوی چندسازه‌ها گرايش پيدا کرده‌اند، طبيعت در خود چندسازه‌های بسيار سخت، پيچيده و گوناگونی دارد که از ديدگاه سختی و وزن، مانندی برای آن‌ها نمی‌توان يافت. به هر جای طبيعت که می‌نگريم، با يک چندسازه رو به رو می‌شويم. برای نمونه، صدف‌های دريايی از چندسازه‌ی سراميکی سختی ساخته شده‌اند. اين سراميک از لايه‌هايی از بلورهای سخت تشکيل شده که در زمينه‌ی سيمانی نرم‌تری جای دارند. اين سراميک سخت و پايدار، جاندار درون خود را از آشوب موج نگهداری می‌کند که پيوسته آن را بر سطح سخره‌ها می کوبد. بدن ما يک چند سازه است که از چندسازه‌هايی مانند استخوان، غضروف و پوست درست شده است.

بشر از ساليان دور از چندسازه‌های طبيعی بهره گرفته است. کاه که برای ساختن نخستين چندسازه‌ها به کار می‌رفت، خود نوعی چندسازه است. ابزارهای چوبی، کفش و لباسی که از پوست جانوران تهيه می‌شود، همه چندسازه‌های طبيعی‌اند. به خاطر اين گوناگونی و ويژگی‌های بی‌مانند، موادشناسان تلاش می‌کنند از اين مواد برای سختی بخشيدن به چندسازه‌های ساختگی(مصنوعی) بهره‌ گيرند تا از پيامدهای زيست ‌ محيطی ناگوار ناشی از مواد ساختگی بکاهند. انويرون ( environ ) نمونه‌ای از اين چندسازه‌هاست که از 40 درصد کاغذ روزنامه، 40 درصد گرد سويا و 20 درصد ترکيب‌های ديگر (از جمله رنگ‌دهنده‌ها و کاتاليزگری که در حضور آب کارا می‌شود و گرد سويا را به رزين دگرگونه می‌کند) ساخته می‌شود. فراورده‌ی کار، يک چندسازه‌ی زيستی است که ظاهری سنگ مانند دارد، اما مانند چوب می‌توان آن را بريد. از اين چندسازه می‌توان هر نوع ابزار چوبی را با ظاهری سنگ مانند ساخت.

سخن پايانی

بازطراحی واکنش‌ها و روندهای شيميايی فرصت‌های تازه و بی‌شماری برای شيميدان‌ها به وجود آورده است و هر شيميدانی می‌تواند به طراحی هر يک از واکنش‌های شناخته‌شده‌ای که سال‌ها در کارخانه‌ها يا آزمايشگاه‌های دانشگاه‌ها به کار گرفته می‌شد، در راستای سالم‌کردن آن و کاهش هزينه‌ها و افزايش کاراآمدی و بازده، بپردازد. از اين رو، به نظر می‌رسد فرصت‌هايی که برای شيميدان‌ها طی تاريخ دراز و کهن اين دانش فراهم شده، اکنون بارديگر برای شيميدان‌های امروزی فراهم شده است تا با ويرايش آن‌چه آنان در تاريخ شيمی به يادگار گذاشته‌اند، يادگارهای سالم‌تری برای آيندگان برجای گذارند.

منبع:

1. Anastas, P. T.; Warner, J. C. Green Chemistry: Theory and Practice; Oxford University Press: New York , 1998; pp 30.

2 . Jones, D. Hydrogen fuel cells for future cars. ChemMatters, December 2000

3 . La Merrill, M; Parent, k.; Kirchhoff, M. Jones, D. Hydrogen fuel cells for future cars. ChemMatters, April 2003

4. Emsleym J. A cleaner way to make nylon. NewScientist, 12 March 1994

5. Grengtoss, T.U.; Slater, S.C. How green are green plastics? Scientific American, Agust 2000

6. Ekre, B. Biodiesel: The Clear Choise. www.actionbioscience.com

7 .Tom Matthams.Perfect partnerships. New scientist 2001 20 January

مقاله‌ی مرتبط

چند سازه‌ها: پايه‌ی معماری طبيعت