Hemikalije i materijali: Kako uvećavamo znanje za čistiju i bezbedniju budućnost

Proizvodnja i upotreba hemikalija i materijala igraće veliku ulogu u budućnosti naše planete. Tačnije, redizajniranje procesa kojim dolazimo do upotrebljivih hemijskih proizvoda i kreiramo i primenjujemo materijale pomoći će da se obuzda naš uticaj na planetu i obezbede resursi za generacije koje dolaze. Prelazak na cirkularnu ekonomiju će takođe doneti troškovnu efikasnost uz ekološke koristi.

Tri industrije koje će doživeti najveće promene su: građevinarstvo i izgradnja, moda i tekstil i vazduhoplovstvo.

Građevinarstvo i izgradnja

Danas građevinarstvo i izgradnja predstavljaju 36% globalne potražnje za energijom, 40% upotrebe CO2 i 25% upotrebe vode. Reforma radnih procesa je hitna. Zajedno sa drugim ciljnim naporima, razvoj održivih materijala treba da smanji ovaj uticaj.

Promena će se desiti od faze projektovanja pa nadalje, a konstrukcije inspirisane prirodom su tu da transformišu upotrebu energije u zgradama. Zeleni krovovi i postavljanje prozora koji na najbolji način koriste prirodno svetlo i toplotu su rani primeri.

Takođe će se radikalno promeniti i ono od čega su konstrukcije napravljene. Veliki fokus je na betonu bez cementa, koji zamenjuje jedan od najčešće korišćenih i najštetnijih materijala ekološki prihvatljivim zamenama kao što su drveni beton, konopljin beton i micelijum (beton napravljen od gljivica) između ostalih materijala.

Izolacija je područje rasta, a inženjeri se bore da proizvedu najbolje moguće proizvode koji su napravljeni od ekološki prihvatljivih materijala i dostižu visoku efikasnost. Konvencionalni sistemi izolacije u građevinarstvu su u vlaknastim, zrnatim i ćelijskim oblicima. Izolacija budućnosti će koristiti nanotehnologiju – posebno nanocelulozni aerogel, jedan od najlakših čvrstih materijala na svetu, koji obezbeđuje i zaštitu od vode i toplotnu izolaciju.

Moda i tekstil

Modna industrija je gotovo jednako veliki zagađivač kao i građevinarstvo, posebno zato što je u poslednjih nekoliko decenija naglasak bio na brzoj modi, koja je ostavila u nasleđe mikroplastiku u vodi i velike količine tekstila na deponijama.

Glavni fokus trenutnog istraživanja je na tekstilu za primene kao što su uniforme i radna odeća, a koji je izdržljiv i napravljen da traje. Pametni tekstil koji je vodootporan, antimikroban i nudi visoke performanse transformisaće način na koji se odeća koristi u okruženjima kao što su bolnice. Verovatno će se ove inovacije preneti i na potrošačko tržište.

Uglavnom, ono što ove pametne tkanine čini pametnim su hemijski premazi – a ovo je tema koja se prenosi u vazduhoplovstvo.

Vazduhoplovstvo

Visokotehnološki premazi kao što su oni sa fotokonduktivnim i samolekovitim svojstvima uskoro će naći mesto u vazduhoplovnoj industriji zbog svoje izdržljivosti, visoke otpornosti na koroziju i svojstava koja štite od plamena i toplote.

Pored toga, termički sprejevi, premazi na nano i grafenskoj bazi su lagani i štite od elektromagnetnih i radio-frekventnih smetnji.

Kao i kod dnevne mobilnosti, elektrifikacija je odgovor vazduhoplovstva na probleme zagađenja vazduha korišćenjem goriva na bazi ugljenika. Gorivo zasnovano na sagorevanju će nastaviti da bude glavni oslonac u vazduhoplovnoj industriji u bliskoj  budućnosti, ali će upotreba električnih pogona u brodovima, vozilima i bespilotnim vazdušnim sistemima rasti, zahvaljujući njihovim poboljšanim karakteristikama prikrivenosti i lakoće punjenja. Električni ili hibridni sistemi za napajanje omogućavaju nove borbene sposobnosti kao što je „nečujna straža“ (silent watch) i smanjuju logistički otisak.

Prelazak na elektrifikaciju će značiti da se naglasak pomera ka efikasnoj i ekološki prihvatljivoj hemiji baterija, a proizvođači iz oblasti vazduhoplovstva formiraju partnerstva sa proizvođačima vozila kako bi podelili svoja saznanja.

Tehnologije metal-vazduh, nanožica, tečni metal, proton, fleksibilne i bio baterije pronalaze primenu u kopnenim, morskim i vazdušnim vozilima. Čak i domaći letovi na kratkim razdaljinama – koji danas predstavljaju ogroman odliv resursa – jednog dana će biti na električni pogon.

Seizmičke promene

Ogromne promene hemikalija i materijala koji se koriste u industriji imaju svoje poreklo u istraživačkim i razvojnim laboratorijama širom sveta. Ovde digitalne tehnologije ubrzavaju otkrivanje i istovremeno smanjuju troškove.

Veštačka inteligencija omogućava istraživačima da testiraju i uče na osnovu podataka, a ne na fizičkom eksperimentisanju, a internet stvari omogućava poboljšano prikupljanje podataka i nijansiranije prediktivne sposobnosti. Nosivi uređaji i računarstvo u oblaku će takođe omogućiti da se budući ljudski resursi iskoriste na najbolji način.

Materijali koji čine naš svet će se transformisati tokom sledeće decenije, donoseći nam bezbedniju, čistiju, pametniju i efikasniju budućnost – i ekonomske koristi koje uz njih idu.