Onderzoek: Kansen en uitdagingen voor het integreren van de ontwikkeling van duurzame polymeermaterialen in internationale circulaire (bio)economische concepten. Credit: Lambert/Shutterstock.com
De mensheid wordt geconfronteerd met vele enorme uitdagingen die de levenskwaliteit van toekomstige generaties bedreigen. Economische en ecologische stabiliteit op lange termijn is het algemene doel van duurzame ontwikkeling. In de loop van de tijd zijn er drie onderling verbonden pijlers van duurzame ontwikkeling ontstaan, namelijk economische ontwikkeling, sociale ontwikkeling en ecologische ontwikkeling. bescherming;“duurzaamheid” blijft echter een open concept met meerdere interpretaties, afhankelijk van de context.
De productie en consumptie van basispolymeren is altijd een integraal onderdeel geweest van de ontwikkeling van onze moderne samenleving. Materialen op basis van polymeren zullen een belangrijke rol blijven spelen bij het bereiken van de Duurzame Ontwikkelingsdoelstellingen (SDG’s) van de Verenigde Naties vanwege hun afstembare eigenschappen en meerdere functies.
Het vervullen van de uitgebreide producentenverantwoordelijkheid, het recyclen en terugdringen van kunststoffen voor eenmalig gebruik met behulp van andere strategieën dan traditionele recycling (door smelten en herextrusie), en het ontwikkelen van ‘duurzamere’ kunststoffen, inclusief het beoordelen van hun impact gedurende de hele levenscyclus, het is allemaal een haalbare optie om de plasticcrisis aanpakken.
In deze studie onderzoeken de auteurs hoe de opzettelijke combinatie van verschillende eigenschappen/functies, van afvalbeheer tot materiaalontwerp, de duurzaamheid van kunststoffen kan verbeteren. Ze keken naar instrumenten om de negatieve impact van kunststoffen op het milieu gedurende hun hele leven te meten en te verminderen. cyclus, evenals het nut van hernieuwbare hulpbronnen in recycleerbare en/of biologisch afbreekbare ontwerpen.
Het potentieel van biotechstrategieën voor de enzymatische recycling van kunststoffen die kunnen worden gebruikt in een circulaire bio-economie wordt besproken. Daarnaast worden potentiële toepassingen van duurzame kunststoffen besproken, met als doel de Sustainable Development Goals te bereiken door middel van internationale samenwerking. Om mondiale duurzaamheid te bereiken zijn geavanceerde, op polymeren gebaseerde materialen voor consumenten en complexe toepassingen nodig. De auteurs bespreken ook het belang van het begrijpen van op bioraffinage gebaseerde bouwstenen, groene chemie en initiatieven op het gebied van de circulaire bio-economie, en hoe het combineren van functionele en intelligente mogelijkheden kan helpen deze materialen duurzamer te maken. duurzaam.
Binnen het raamwerk van duurzame groene chemieprincipes (GCP), circulaire economie (CE) en bio-economie bespreken de auteurs duurzame kunststoffen, waaronder biogebaseerde, biologisch afbreekbare polymeren, en polymeren die beide eigenschappen combineren.ontwikkelings- en integratieproblemen en strategieën).
Als strategieën om de duurzaamheid van onderzoek en ontwikkeling op het gebied van polymeren te verbeteren, onderzoeken de auteurs levenscyclusanalyse, ontwerpduurzaamheid en bioraffinage. Ze onderzoeken ook het potentiële gebruik van deze polymeren bij het bereiken van de SDGs en het belang van het samenbrengen van de industrie, de academische wereld en de overheid om zorgen voor de effectieve implementatie van duurzame praktijken in de polymeerwetenschap.
In deze studie constateerden de onderzoekers, gebaseerd op een aantal rapporten, dat duurzame wetenschap en duurzame materialen profiteren van bestaande en opkomende technologieën, zoals digitalisering en kunstmatige intelligentie, evenals van technologieën die worden onderzocht om de specifieke uitdagingen van uitputting van hulpbronnen en plasticvervuiling aan te pakken. .veel strategieën.
Bovendien hebben veel onderzoeken aangetoond dat perceptie, voorspelling, automatische kennisextractie en identificatie van gegevens, interactieve communicatie en logisch redeneren allemaal mogelijkheden zijn van dit soort op software gebaseerde technologieën. Hun mogelijkheden, vooral bij het analyseren en extrapoleren van grote datasets, waren ook geïdentificeerd, wat zal bijdragen aan een beter begrip van de omvang en de oorzaken van de mondiale plasticramp, evenals aan de ontwikkeling van innovatieve strategieën om hiermee om te gaan.
In één van deze onderzoeken werd waargenomen dat een verbeterd polyethyleentereftalaat (PET) hydrolase binnen 10 uur ten minste 90% van PET depolymeriseerde tot monomeer.Uit een meta-bibliometrische analyse van de SDGs in de wetenschappelijke literatuur blijkt dat onderzoekers op de goede weg zijn als het gaat om internationale samenwerking, aangezien bijna 37% van alle artikelen over de SDGs internationale publicaties zijn. Bovendien zijn de meest voorkomende onderzoeksgebieden in de dataset zijn levenswetenschappen en biogeneeskunde.
De studie concludeerde dat toonaangevende polymeren twee soorten functies moeten hebben: functies die rechtstreeks voortvloeien uit de behoeften van de toepassing (bijvoorbeeld selectieve gas- en vloeistofpermeatie, aandrijving of elektrische lading) en functies die gevaren voor het milieu minimaliseren. zoals door de functionele levensduur te verlengen, het materiaalgebruik te verminderen of een voorspelbare afbraak mogelijk te maken.
De auteurs illustreren dat het gebruik van datagestuurde technologieën om mondiale problemen op te lossen voldoende en onbevooroordeelde gegevens uit alle hoeken van de wereld vereist, waarmee ze opnieuw het belang van internationale samenwerking benadrukken. De auteurs stellen dat wetenschappelijke clusters veelbelovend zijn om de uitwisseling van kennis te vergroten en te vergemakkelijken en infrastructuur, maar ook dubbel onderzoek vermijden en de transformatie versnellen.
Ze benadrukten ook het belang van het verbeteren van de toegang tot wetenschappelijk onderzoek. Dit werk laat ook zien dat het bij het overwegen van internationale samenwerkingsinitiatieven van cruciaal belang is om zich aan de regels van duurzaam partnerschap te houden om ervoor te zorgen dat geen landen of ecosystemen worden getroffen. De auteurs benadrukken dat het belangrijk is om te onthouden dat we allemaal een verantwoordelijkheid hebben om onze planeet voor toekomstige generaties te beschermen.
Posttijd: 22 februari 2022