A "mért" megközelítés a zöld kémia előmozdítása érdekében

Két különböző környezetben dolgozó vegyész zöldebb szemüveget hoz a munkaasztalra, és másokat is képessé tesz arra, hogy ugyanezt tegyék.

December 13, 2023 | 6 min

A 2000-es évek elején Dr. Ettigounder ("Samy") Ponnusamy tudósként dolgozott a Merck cégnél St. Louisban, az USA-ban. Havi egy hívást indított, amely végül megváltoztatta a karrierje menetét. Olyan nagy hatással volt rá, hogy évekkel később is emlékszik a hívószámra és a pontos időpontra: minden harmadik kedden reggel 8 órakor.

A találkozókat azért hozta létre, mert valami zavarta. Bár volt érzéke az új termékek kifejlesztéséhez - hét év alatt hét szabadalmat szerzett -, nem volt elégedett. Minél többet nézett körül az iparágban, annál inkább úgy érezte, hogy van lehetőség a változtatásra. Lehetőséget arra, hogy másképp - zöldebben - gondolkodjon egy új termék és eljárás kifejlesztésekor.

A havi rendszerességű telefonbeszélgetések fontos lépést jelentettek az ötletek megvalósításában. Kicsiben kezdték, mindössze egy maroknyi vegyésszel. Idővel a szám és az érdeklődés nőtt. Ponnusamy kezdett rájönni, hogy ezek a beszélgetések nemcsak a híváson részt vevő vegyészek számára értékesek, hanem az üzlet számára is, és azon túl is. A korai találkozók óta a fenntartható gondolkodásmódnak a folyamatokba, műveletekbe és termékekbe való beépítése iránti érdeklődés csak fokozódott. Ezek a beszélgetések segítettek a Merck-nak új, zöldebb termékek bevezetésében, és végül egy olyan eszköz kifejlesztésében, amellyel mérhető, hogy mennyire zöldek (vagy nem) a kémiai folyamatok.

Going Greener

A zöld kémia - amelynek célja a vegyi anyagok emberi egészségre és a környezetre gyakorolt hatásának csökkentése - az 1990-es évek elején alakult ki. A zöld kémiát a 12 Principles of Green Chemistry alapozta meg, amely a termék teljes életciklusát figyelembe veszi, az anyagbeszerzéstől a hulladékkezelésig, és mindent, ami a kettő között van. Bár maguk az elvek széles körben alkalmazhatók, a kutatóknak nehéz gyorsan felmérni, hogy termékeik vagy folyamataik mennyire zöldek (vagy nem).

Ponnusamy és más vegyészek, akik csatlakoztak a havi híváshoz, saját bőrükön tapasztalták ezt. Egyetlen pontszámot akartak létrehozni, amely megmutatja egy kémiai termék vagy folyamat általános zöld voltát. Végül a vegyészek bioinformatikai szakértők segítségével létrehozták DOZN, az első és egyetlen ilyen jellegű eszközt.

ADOZN 2019 májusában debütált a nyilvánosság előtt, és gyors elismerést váltott ki. Az eszköz az évek során számos díjat nyert, és jelenleg több ezer regisztrált felhasználója van. Lehetővé teszi a tudósok számára, hogy érdemi kutatásokat végezzenek, miközben segít nekik csökkenteni a környezeti lábnyomukat. A vegyészek szinte mindig egynél több eljárást alkalmazhatnak egy célmolekula létrehozásához. Ezek a különböző szintézisfolyamatok gyakran különböző nyersanyagokat vesznek igénybe, és különböző melléktermékeket hoznak létre. A DOZN segítségével a kémikusok közvetlenül összehasonlíthatják, hogy ezek a megközelítések a zöld kémia elvei alapján hogyan állnak egymáshoz képest.

Egyes esetekben a fejlesztés kezdeti szakaszában végrehajtott apró változtatások a nagyobb léptékű előállítás során jelentős javulást eredményeznek a termék környezetbarátságában. Ez a DOZN ereje.

Ponnusamy számára az inspiráció egyszerű: "Jobb kémikus akarok lenni, és jobb modell a jövő kémikusai számára" - mondja. "A kémia meg fogja változtatni a globális fenntarthatóságot."

Ponnusamy tudta, hogy az eszköz értékes lesz a kutatólaboratóriumok kémikusai számára. Nem gondolta volna, hogy az oktatók az eszközt az osztálytermeikben és a laboratóriumokban saját diákjaikkal is hasznosítani fogják, segítve ezzel, hogy a vegyészek következő generációja zöldebben gondolkodjon.

A tanterembe

A kémia szakos hallgatók évekig a tankönyvben található kis szócikkből vagy egy rövid előadáson elhangzott rövid említésből értesültek a zöld kémiáról. A szerves kémiában a hallgatók a szerkezeteket és a reakciókat elsajátították, de ritkán tanultak a felhasznált oldószerek vagy melléktermékek sorsáról.

Az olyan tanárok, mint Dr. Shegufa Shetranjiwalla, aki most az újfundlandi Memorial University of Newfoundland adjunktusaként dolgozik, változtatnak ezen a mentalitáson az előadótermekben, a laboratóriumokban és azon kívül is. Mindezt olyan tudósok segítségével teszi, mint Ponnusamy.

Alig egy évvel a DOZN külső indítása után Shetranjiwalla részt vett egy webináriumon, amelyet Ponnusamy mutatott be, és amelyet a Beyond Benign, egy globális zöld kémiaoktatási nonprofit szervezet szervezett, amely Merck nemrég mélyítette kapcsolatait. Ekkor volt az első - és később meghatározónak bizonyuló - találkozása a DOZN-nal. Pályafutása azon szakaszában a Trent Egyetemen tanított, és azt kereste, hogy a negyedéves vegyészhallgatók hogyan értékelhetik, hogy mennyire fenntarthatóak (vagy nem) a különböző laboratóriumi folyamatok. A zöld kémia 12 alapelvét és más kapcsolódó eszközöket már beépítette a munkájába. A DOZN tantervbe való integrálásával egy ipari szempontból releváns eszközt tudott hozzáadni a diákok eszköztárához a megalapozott, fenntartható döntéshozatalhoz.

"A diákjaim szenvedélyesek. Változást akarnak elérni, de nem tudják, hogyan" - mondja. A kémiai folyamatok "zöldségének" értékelésére szolgáló eszközök kihasználása az egyik módja annak, hogy változtassanak. Shetranjiwalla bízik abban, hogy azáltal, hogy a DOZN-hoz hasonló eszközöket használnak a tanfolyamokon, a diákjai képesek lesznek integrálni az eszközt a jövőbeli munkahelyeiken, és be tudják majd mutatni azt a jövőbeli kollégáiknak. A vegyészeten kívüli karriert befutó diákok esetében optimista, hogy a diákok továbbviszik majd az analitikai megközelítést.

A Shetranjiwalla-hoz és Ponnusamyhoz hasonló tudósok számára remélhetőleg még az ő életükben eltűnik a zöld kémia területe. Nem arról van szó, hogy azt szeretnék, ha erőfeszítéseik elszállnának, hanem azt szeretnék, ha minden kémikus zöldebben gondolkodna. A fiatal vegyészeknek képesnek kell lenniük arra, hogy a zöld kémia kalapjukkal a fejükön vágjanak neki a munkának, amikor belépnek a munkaerőpiacra.

A DOZN-hoz hasonló eszközökkel a Merck ezt teszi valósággá - és a zöld kémiát az elvekből a gyakorlatba ülteti át.

A DOZN-ről

A DOZN egy kvantitatív, az iparban elsőként alkalmazott eszköz, amely összehasonlítja a hasonló vegyi anyagok, szintetikus útvonalak és kémiai folyamatok relatív zöldségét. Az eszköz a 12 Principles of Green Chemistry (A zöld kémia 12 alapelvei) három fő hatásterületre desztillálja: az erőforrás-felhasználás javítása, az energiahatékonyság és az emberi és környezeti veszélyek minimalizálása. A Merck tudósok a meglévő termékek újratervezésére és a folyamatok értékelésére használják az eszközt működés közben. Ön is használhatja! Csatlakozzon a világszerte több mint 1900 felhasználóhoz, és regisztráljon az ingyenes eszköz használatához.