การพัฒนาวัสดุสิ่งแวดล้อมเศรษฐกิจใหม่

การวิจัย: โอกาสและความท้าทายในการบูรณาการการพัฒนาวัสดุโพลีเมอร์ที่ยั่งยืนเข้ากับแนวคิดเศรษฐกิจหมุนเวียน (ชีวภาพ) ระหว่างประเทศ เครดิตภาพ: Lambert/Shutterstock.com
มนุษยชาติเผชิญกับความท้าทายที่น่ากลัวมากมายที่คุกคามคุณภาพชีวิตสำหรับคนรุ่นอนาคต เสถียรภาพทางเศรษฐกิจและสิ่งแวดล้อมในระยะยาวเป็นเป้าหมายโดยรวมของการพัฒนาที่ยั่งยืน เมื่อเวลาผ่านไป เสาหลักสามประการของการพัฒนาที่ยั่งยืนได้เกิดขึ้น ได้แก่ การพัฒนาเศรษฐกิจ การพัฒนาสังคม และสิ่งแวดล้อม การป้องกัน;อย่างไรก็ตาม “ความยั่งยืน” ยังคงเป็นแนวคิดที่เปิดกว้างและมีการตีความได้หลากหลาย ขึ้นอยู่กับบริบท
การผลิตและการบริโภคโพลีเมอร์สำหรับสินค้าโภคภัณฑ์เป็นส่วนสำคัญของการพัฒนาสังคมยุคใหม่ของเรามาโดยตลอด วัสดุที่ทำจากโพลีเมอร์จะยังคงมีบทบาทสำคัญในการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนขององค์การสหประชาชาติ (SDGs) เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ปรับเปลี่ยนได้และมีความหลากหลาย ฟังก์ชั่น.
การเติมเต็มความรับผิดชอบของผู้ผลิตเพิ่มเติม การรีไซเคิลและการลดพลาสติกแบบใช้ครั้งเดียวโดยใช้กลยุทธ์อื่นนอกเหนือจากการรีไซเคิลแบบดั้งเดิม (ผ่านการหลอมและการอัดขึ้นรูปใหม่) และการพัฒนาพลาสติกที่ "ยั่งยืน" มากขึ้น รวมถึงการประเมินผลกระทบตลอดวงจรชีวิต ทั้งหมดนี้เป็นทางเลือกที่เป็นไปได้ในการ จัดการกับวิกฤติพลาสติก
ในการศึกษานี้ ผู้เขียนได้ศึกษาว่าการผสมผสานคุณสมบัติ/ฟังก์ชันต่างๆ อย่างตั้งใจ ตั้งแต่การจัดการของเสียไปจนถึงการออกแบบวัสดุ สามารถปรับปรุงความยั่งยืนของพลาสติกได้อย่างไร พวกเขาพิจารณาเครื่องมือในการวัดและลดผลกระทบด้านลบของพลาสติกต่อสิ่งแวดล้อมตลอดชีวิตของพวกเขา วัฏจักรตลอดจนการใช้ทรัพยากรหมุนเวียนในการออกแบบที่สามารถรีไซเคิลได้และ/หรือย่อยสลายได้ทางชีวภาพ
มีการหารือถึงศักยภาพของกลยุทธ์เทคโนโลยีชีวภาพสำหรับการรีไซเคิลด้วยเอนไซม์ของพลาสติกที่สามารถนำมาใช้ในเศรษฐกิจชีวภาพแบบหมุนเวียน นอกจากนี้ ยังมีการหารือถึงการใช้ศักยภาพของพลาสติกที่ยั่งยืน โดยมีเป้าหมายในการบรรลุเป้าหมายการพัฒนาที่ยั่งยืนผ่านความร่วมมือระหว่างประเทศ เพื่อให้บรรลุความยั่งยืนระดับโลก จำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทำจากโพลีเมอร์ที่ล้ำสมัยสำหรับผู้บริโภคและการใช้งานที่ซับซ้อน ผู้เขียนยังอภิปรายถึงความสำคัญของการทำความเข้าใจบล็อคส่วนประกอบที่ใช้โรงกลั่นชีวภาพ เคมีสีเขียว โครงการริเริ่มด้านเศรษฐกิจชีวภาพแบบวงกลม และวิธีที่การผสมผสานความสามารถด้านการทำงานและความชาญฉลาดสามารถช่วยทำให้วัสดุเหล่านี้มีมากขึ้น ที่ยั่งยืน.
ภายใต้กรอบหลักการเคมีสีเขียวที่ยั่งยืน (GCP) เศรษฐกิจหมุนเวียน (CE) และเศรษฐศาสตร์ชีวภาพ ผู้เขียนได้หารือเกี่ยวกับพลาสติกที่ยั่งยืน รวมถึงโพลีเมอร์ชีวภาพที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ และโพลีเมอร์ที่รวมคุณสมบัติทั้งสองเข้าด้วยกันปัญหาและกลยุทธ์การพัฒนาและการบูรณาการ)
ในฐานะกลยุทธ์ในการปรับปรุงความยั่งยืนของการวิจัยและพัฒนาโพลีเมอร์ ผู้เขียนได้ตรวจสอบการประเมินวงจรชีวิต ความยั่งยืนด้านการออกแบบ และการกลั่นทางชีวภาพ นอกจากนี้ พวกเขายังสำรวจศักยภาพในการใช้โพลีเมอร์เหล่านี้ในการบรรลุ SDGs และความสำคัญของการรวบรวมอุตสาหกรรม นักวิชาการ และรัฐบาลเข้าด้วยกัน รับรองว่ามีการดำเนินการตามแนวทางปฏิบัติที่ยั่งยืนในวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์อย่างมีประสิทธิผล
ในการศึกษานี้ อิงจากรายงานหลายฉบับ นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าวิทยาศาสตร์ที่ยั่งยืนและวัสดุที่ยั่งยืนได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยีที่มีอยู่และที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น การแปลงเป็นดิจิทัลและปัญญาประดิษฐ์ เช่นเดียวกับที่ได้รับการสำรวจเพื่อจัดการกับความท้าทายเฉพาะของการสูญเสียทรัพยากรและมลพิษจากพลาสติก .กลยุทธ์มากมาย
นอกจากนี้ การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าการรับรู้ การทำนาย การดึงความรู้อัตโนมัติและการระบุข้อมูล การสื่อสารเชิงโต้ตอบ และการให้เหตุผลเชิงตรรกะ ล้วนเป็นความสามารถทั้งหมดของเทคโนโลยีที่ใช้ซอฟต์แวร์ประเภทนี้ ความสามารถของพวกเขาโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการวิเคราะห์และคาดการณ์ชุดข้อมูลขนาดใหญ่ก็เช่นกัน ซึ่งจะช่วยให้เข้าใจขอบเขตและสาเหตุของภัยพิบัติพลาสติกทั่วโลกได้ดีขึ้น ตลอดจนการพัฒนากลยุทธ์เชิงนวัตกรรมเพื่อรับมือกับภัยพิบัติดังกล่าว
ในการศึกษาครั้งหนึ่ง พบว่าโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (PET) ไฮโดรเลสที่ได้รับการปรับปรุงสามารถดีโพลีเมอร์ไลซ์ PET อย่างน้อย 90% ไปเป็นโมโนเมอร์ภายใน 10 ชั่วโมงการวิเคราะห์เมตาบรรณานุกรมของ SDGs ในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์แสดงให้เห็นว่านักวิจัยมาถูกทางในแง่ของความร่วมมือระหว่างประเทศ เนื่องจากเกือบ 37% ของบทความทั้งหมดที่เกี่ยวข้องกับ SDGs เป็นสิ่งพิมพ์ระดับนานาชาติ นอกจากนี้ สาขาการวิจัยที่พบบ่อยที่สุดใน ชุดข้อมูลคือวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตและชีวการแพทย์
การศึกษาสรุปได้ว่าโพลีเมอร์ระดับแนวหน้าจะต้องมีฟังก์ชันสองประเภท: ฟังก์ชันที่ได้รับโดยตรงจากความต้องการของการใช้งาน (เช่น การส่งผ่านก๊าซและของเหลวแบบเลือกสรร การกระตุ้น หรือประจุไฟฟ้า) และฟังก์ชันที่ลดอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม เช่นโดยการยืดอายุการใช้งาน ลดการใช้วัสดุ หรือปล่อยให้สลายตัวที่คาดการณ์ได้
ผู้เขียนแสดงให้เห็นว่าการใช้เทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลเพื่อแก้ไขปัญหาระดับโลกจำเป็นต้องมีข้อมูลที่เพียงพอและเป็นกลางจากทั่วทุกมุมโลก โดยเน้นย้ำถึงความสำคัญของความร่วมมือระหว่างประเทศ ผู้เขียนยืนยันว่ากลุ่มวิทยาศาสตร์สัญญาว่าจะเพิ่มและอำนวยความสะดวกในการแลกเปลี่ยนความรู้ และโครงสร้างพื้นฐานตลอดจนหลีกเลี่ยงความซ้ำซ้อนของการวิจัยและเร่งการเปลี่ยนแปลง
พวกเขายังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการปรับปรุงการเข้าถึงการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ งานนี้ยังแสดงให้เห็นว่าเมื่อพิจารณาความคิดริเริ่มความร่วมมือระหว่างประเทศ การปฏิบัติตามกฎเกณฑ์ของความร่วมมือที่ยั่งยืนเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีประเทศหรือระบบนิเวศใดได้รับผลกระทบ ผู้เขียนเน้นย้ำว่าเป็นสิ่งสำคัญ เพื่อจำไว้ว่าเราทุกคนมีความรับผิดชอบในการปกป้องโลกของเราสำหรับคนรุ่นอนาคต