Aplicação no meio ambiente para utilizar o poder do uso de nanotecnologia para melhorar a sustentabilidade nos processos de produção das externalidades negativas. Nanotecnologia verde é descrita como o desenvolvimento de tecnologias limpas que minimizam potenciais riscos ambientais e de saúde humana. Incentiva a substituição de itens existentes por novos nano-produtos com menor ciclo de vida.
Aplicações Ambientais: Nanotecnologia e Química Verde
Objetivos Da Nanotecnologia Verde Em Aplicações Ambientais
Nanotecnologia verde tem dois objetivos: a produção de nano-materiais sem prejudicar o meio ambiente ou saúde humana e a fabricação de nano-produtos que oferecem soluções para os problemas ambientais.
Utiliza princípios existentes de química e engenharia verde para fazer nano-materiais e nano-produtos sem ingredientes tóxicos, com baixas temperaturas, usando menos energia e insumos renováveis sempre que possível, além do pensamento de ciclo da vida em todas as fases de concepção e engenharia.
Tem aplicação ambiental para viabilizar os processos de produção atuais à produção de materiais e produtos ecológicos. Por exemplo, em nano-escala, membranas podem ajudar a separar produtos por reações desejados a partir de materiais de resíduos químicos.
Objetivos Da Nanotecnologia Verde Em Aplicações Ambientais
Catalisadores de nano-escala podem fazer reações químicas eficientes e menos desperdício. Sensores formam parte de sistemas de controle de processo, trabalhando com informação nano-habilitada e usando métodos alternativos de energia que tornam possíveis processos de fabricação verde.
O segundo objetivo da nanotecnologia verde envolve o desenvolvimento de produtos que beneficiam o meio ambiente. Nano-materiais podem limpar resíduos perigosos, dessalinizar água, monitorar poluentes ambientais, entre outras funções.
Nano-compósitos leves para automóveis e outros meios de transporte podem economizar combustível e reduzir os materiais utilizados para a produção. Nanotecnologia permitiu desenvolvimento dos diodos emissores de luz.
Reduza a poluição de geração de energia e ajude a conservar combustíveis fósseis. Autolimpeza em nano-escala traz revestimentos de superfície que poderiam reduzir ou eliminar a presença de produtos químicos de limpeza utilizados em rotinas de manutenção regulares.
A vida útil da bateria pode levar ao uso de menos materiais e resíduos. Nanotecnologia verde tem visão ampla de sistemas de nano-materiais e produtos, assegurando que as consequências imprevistas sejam minimizadas aos impactos esperados ao longo do ciclo de vida.
Células Solares
Um grande projeto que está sendo trabalhado é o desenvolvimento da nanotecnologia em células solares, mais eficientes quando ficam finas com energia solar como recurso renovável. A nanotecnologia está usada para fornecer revestimento de desempenho melhorado para painéis solares térmicos. Propriedades hidrófobas e de autolimpeza se combinam para criar eficientes painéis, em especial durante o mau tempo.
Tratamento De Água
Nanotecnologia oferece potencial de novos nano-materiais para o tratamento da superfície da água, águas subterrâneas e residuais contaminadas por tóxicos metálicos, microrganismos solutos orgânicos e inorgânicos.
Química Verde e Aplicações Ambientais
Também chamada de química sustentável, consiste na filosofia de pesquisa que incentiva o design de produtos e processos para minimizar o uso e a geração de substâncias perigosas.
Possui aplicabilidade na química orgânica, inorgânica, bioquímica, química analítica e até mesmo físico-química. O foco principal está em minimizar o risco e maximizar a eficiência de qualquer elemento. Ela é diferente da matéria ambiental que trata sobre os fenómenos químicos no ambiente.
Em 2005, Ryoji Noyori identificou três principais desenvolvimentos em química verde: Uso de dióxido de carbono supercrítico como solvente verde, aquosa de peróxido de hidrogênio para limpar oxidações e o uso de hidrogênio em síntese assimétrica. Exemplos estão na oxidação da água supercrítica em reações secas.
Bioengenharia é também vista como técnica promissora para atingir as metas de química verde. Certo número de produtos químicos pode ser sintetizado em organismos. O termo foi cunhado por Paul Anastas, em 1991.
Paul Anastas, em seguida, da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos, e John C. Warner, desenvolveram 12 princípios da química verde que ajudam a explicar definição na prática. Os princípios abrangem conceitos como:
- Concepção de processos para maximizar a quantidade de matéria-prima que acaba no produto;
- Concepção de processos de eficiência energética;
- Melhor forma de eliminação de resíduos.
12 Princípios De John C. Warner
- Melhor prevenir do que tratar os resíduos ou limpar o lixo depois de formado;
- Métodos de síntese devem ser concebidos para maximizar a incorporação de todos os materiais utilizados no processo para o produto final;
- Sempre que possível use metodologias sintéticas para utilizar e gerar substâncias que possuam pouca ou nenhuma toxicidade para a saúde humana e o meio ambiente;
- Produtos químicos devem ser projetados para preservar a eficácia da função, reduzindo a toxicidade;
- Utilização de substâncias auxiliares (por exemplo, solventes e agentes de separação) deve ser feita sempre que possível;
- Necessidade de energia deve ser reconhecida por impactos ambientais e econômicos a serem minimizados. Métodos de síntese devem ser conduzidos à temperatura ambiente e pressão;
- A matéria-prima ou insumo deve ser renovável ao invés de esgotar sempre que técnica for viável de maneira econômica;
- Redução de derivados desnecessários (grupo de bloqueio, proteção / desproteção, modificação temporária) devem ser evitados sempre que possível;
- Reagentes catalítico são superiores aos reagentes estequiométricos;
- Produtos químicos devem ser concebidos de modo que, no final da função, não persista no ambiente e se decomponha em produtos de degradação inócuos;
- Metodologias analíticas necessitam de desenvolvimento para permitir tempo real, em processo prévio de monitorização e de controle para a formação de substâncias nocivas.
- Substâncias e a forma utilizada em processo químico devem ser escolhidas para minimizar o potencial para acidentes químicos, incluindo lançamentos, explosões e incêndios.
Principais Tendências
Tentativas estão feitas não apenas para quantificar o verdor de processo químico, mas também levar em consideração outras variáveis, como rendimento, preço dos componentes da reação, segurança no manuseamento de produtos químicos, exigências de hardware e perfil de energia.
Estudo quantitativo aponta redução do nitrobenzeno para anilina, marcando como síntese geral aceitável utilizando HMDS apenas descrito como adequado com combinado de 32 pontos. A química pode ser considerada ferramenta poderosa que os pesquisadores devem usar para avaliar o impacto ambiental da nanotecnologia.
Controvérsia
Após análises históricas do desenvolvimento da química verde houve defensores da forma inovadora de pensar. Por outro lado há alguns químicos alegou que o conceito não passa de mera etiqueta para relações públicas.
Artigo Escrito por Renato Duarte Plantier
