1.Chimia verde, cunoscută şi sub numele de chimie durabilă sau chimie sustenabilă, este un concept cu o dezvoltare substanţială de la apariţia sa completă, cu mai bine de un deceniu în urmă şi reprezintă proiectarea, dezvoltarea şi implementarea de produse şi procese chimice pentru reducerea sau eliminarea utilizării şi generării de substanţe periculoase pentru sănătatea umană şi pentru mediu. Chimia verde este o abordare de înaltă eficienţă a prevenirii poluării, deoarece aplică soluţii ştiinţifice inovatoare pentru situaţii de mediu ale lumii contemporane.

4.Generic vorbind, nanotehnologie  înseamnă controlul, producţia şi utilizarea anumitor materiale la nivel molecular sau atomic. La asemenea dimensiuni, materia capătă proprietăţi noi, necunoscute până acum, deschizând posibilităţi nelimitate de utilizare a materialelor noi create.

Nanotehnologia este ştiinţa de a realiza obiecte lucrand la scara atomilor. Materia primă e alcătuită chiar din atomi şi, prin anumite metode, ei sunt "obligaţi" să formeze grupuri ce dau calităţi speciale materialelor. Apoi, realizand structuri mecanice din moleculele create se pot obţine nanoroboţi, capabili să execute anumite sarcini, conform unui program. Nanomaterialele au dimensiuni cuprinse între 0,1 şi 100 de nanometriCum se lucrează cu atomii Deocamdată nu există o metodă unică de lucru. Fiecare savant îşi inventează propria lui nanotehnologie. De pildă, pentru a izola celulele canceroase, cercetătorii de la Universitatea din Michigan au dezvoltat o metodă care foloseşte pe post de "mijloace de transport" anumite bucăţi din moleculele ADN. Aceste porţiuni se numesc dendrimeri. Alte metode presupun schimbarea calităţii unor materiale folosind nanotuburi. Acestea sunt construite din sfere create din 60 de atomi de carbon, numite buckminsterfullerene sau, mai simplu, buckyballs. Materialele care conţin sferele "bucky" sunt de şase ori mai uşoare şi de o sută de ori mai rezistente decat oţelul. În prezent, savanţii estimează că în fiecare zi se inventează cel puţin o nouă nanotehnologie. Eliminarea cancerului folosind nanotehnologia Pentru a ucide celulele canceroase fără să fie afectate cele sănătoase, medicii au inventat metoda "calului troian nanometric". Calul este o porţiune de ADN (dendrimer), care are la capete două grupuri de atomi. Un capăt va fi "înglobat" de celula canceroasă, pentru că are caţiva atomi aşezaţi exact ca cei din membrana ei. Cel de-al doilea capăt, care conţine substanţa fluorescentă, rămane suspendat în afară, precum o antenă. Celulele sănătoase nu absorb dendrimerii, deci nu vor fi marcate. Apoi, raza laser, direcţionată precis de antena fluorescentă, va ucide numai celulele canceroase. Bilele Bucky Bilele Bucky.Fizicianul Richard Feynman e primul om care a vorbit despre tehnologiile la nivel molecular. bile bucky. Ele sunt de şase ori mai uşoare şi de o sută de ori mai rezistente decat cel mai bun oţel. Bilele bucky pot fi aglomerate sub formă de cilindri, numiţi "nanotuburi". Din nanotuburi se fac fibre, ce pot fi incluse în diverse materiale, care devin incredibil de rezistente. ARME Mitraliere cu patru ţevi şi sistem de ghidare prin laser, realizate din nanotuburi, care folosesc muniţie de mai multe tipuri CAMUFLAJ Materialul din nanofibre al uniformei se va colora precum mediul ambiant, iar soldatul va deveni invizibil de la distanţe mari. SUPRA-OAMENI Exoscheletul pe care este construit costumul are articulaţii pneumatice care vor accelera mersul militarului şi îi vor permite acestuia să ridice şi să transporte cu uşurinţă greutăţi foarte mari, muşchii suportand doar 10% din efortul necesar. CASCĂ Dotată cu vedere stereoscopică şi night-vision, casca este capabilă să proiecteze informaţii şi scheme pe interiorul vizorului. Acesta nu poate fi penetrat de gloanţe. HAINE INTELIGENTE Hainele sunt prevăzute cu senzori care estimează zona unde va lovi glonţul şi apoi, cu ajutorul unui mecanism special, reorientează nanotuburile, devenind mai rezistente decat Kevlarul în locul vizat. Haine inteligente pentru oricine Nanotuburile pot fi incluse în ţesăturile obişnuite. Ca de fibra de bumbac poate fi acoperită cu nanotuburi din argint, prin simpla atracţie dintre sarcinile pozitive ale bumbacului şi ionii negativi de argint. De ce ţesături cu argint? Pentru că acest metal are reale calităţi antibacteriene şi antivirotice, fiind capabil să cureţe inclusiv aerul care trece printr-o astfel de ţesătură. Prezenţa nanotuburilor de argint nu va permite murdărirea materialului, pentru că de el nu se va putea „agăţa" nicio celulă moartă de piele, niciun fir de praf, nicio bacterie şi nici măcar un virus. De pete nici nu va mai fi vorba! Cei care au realizat acest material spun că el nu trebuie neapărat să aibă aparenţă metalică, aspectul fiind dual, prin poziţionarea diferită a fibrelor din nanotuburi. Toate casele vor avea în curand perdele cu nanotuburi de argint, care vor ioniza aerul şi vor reduce poluarea pană aproape de zero

3. Cele 12 principii ale chimiei verzi

Prevenire. Este mai bine sa se previna formarea deseurilor decat sa fie tratate si neutralizate dupa formare . Chimia verde reprezinta

prevenirea poluarii la nivel molecular: utilizarea materialelor si a proceselor sigure si netoxice nu poate fi decat benefic. Le nivel de cercetare de

laborator, costurile de eliminare ale materialelor periculoase utilizate sunt, de obicei, mai mari decat pretul materiilor prime necesare in reactive

Economie de atom. Cunostintele dobandite de-a lungul a aproape 100 de ani de chimie organica sintetica reprezinta o baza pentru a reformula

transformarile sintetice. Multe reactii s-au dezvoltat pe baza "fabrica produsul indiferent de costuri". Adesea, avem de-a face cu "modificari" ale

proceselor cunoscute deja pentru a mari conversia reactiei la un nivel promitator. O privire mai atenta insa asupra chimismului si a materiilor

prime utilizate arata ca este de fapt vorba de o crestere a numarului de atomi care nu sunt incorporati in produsul final. Trebuie asadar realizata o

analiza mai atenta a eficientei reactiei. Daca o reactie deja existenta ofera un randament de 75% cu formarea de produsi secundari in cantitati

moderate, in timp ce o sinteza alternativa acesteia conduce la randamente semnificativ mai ridicate dar, in acelasi timp, reduce economia de

atom, atunci prima reactie este de preferat din punct de vedere al protectiei mediulu

Sinteze chimice mai putin toxice. Intr-o secventa de sinteza in mai multe etape sau chiar intr-un proces intr-o singura etapa, sunt

adesea utilizati reactivi toxici sau periculosi. Procedurile de fabricare asigura insa lipsa contaminarilor cu acesti reactivi a

produsului final. In acest caz,  procesul insusi prezinta o serie de riscuri. Reformuland transformarile existente in unele care

utilizeaza materiale mai putin periculoase este unul din ovbiectivele majore ale chimiei verzi.\

\ Proiectarea chimicalelor netoxice. Produsii chimici trebuie sa-si aplice functia dorita in acelasi timp cu minimizarea toxicitatii

lor In industria farmaceutica este foarte important raportul eficacitate/toxicitate. Evident este foarte important ca produsul final sa

atinga anumite performante chimice. Adesea insa, reactivitatea secundara neprevazuta a acestor produsi poate fi foarte

periculoasa: vopseluri cu actiune cancerigena, agenti refrigerenti care distrug stratul de ozon, etc. Datorita acestui fapt

comunitatea chimica a devenit foarte atenta in identificarea mecanismelor specifice de actiune pentru o mare varietate de efecte

finale negative.

Solventi si auxiliari de reactie netoxici. Utilizarea auxiliarilor (solventi sau agenti de separare) trebuie eliminata, daca este

posibil, sau sa fie netoxici daca trebuie utilizati. Adesea, cand se stabileste o transformare sintetica, aceasta este ca o "viziune

melodica chimica". Cu alte cuvinte, intr-o sinteza oarecare se anticipeaza mecanistic o serie de reactii care vor avea loc cu formare

si rupere de legaturi. Dar ceea ce se scapa din vedere este mediul de purificare care va fi utilizat. De exemplu, o chimie care

necesita o dilutie mare in solventi clorurati poate fi extrem de problematica. Separarile cromatografice care utilizeaza cantitati

enorme de eluent pot avea ele, ca atare, un impact foarte mare asupra mediului.

Eficienta energetica. Necesarul energetic al proceselor chimice trebuie recunoscut pentru impactul lui economic si asupra

mediului si trebuie minimizat. Daca este posibil, metodele sintetice trebuie realizate la temperatura si presiune ambianta. Fiecare

transformare necesita o anumita energie pentru a invinge energia de activare a starii de tranzitie. Reactiile puternic exoterme

trebuie racite pentru a putea fi controlate. Aceste energii pot contribui ca o componenta substantiala a amprentei asupra mediului a

transformarii. Ca atare, trebuie formulate noi transformari care sa aibe loc in limite energetice accesibile. Reducerea poluarii s-a

putut realiza prin utilizarea tehnologiilor catalitice pentru fabricarea curata a carburantilor si a chimicalelor, de exemplu. Cu toate

acestea, prepararea traditionala a catalizatorilor utilizati in astfel de procese genereaza cantitati mari de ape de spalare, utilizeaza

cantitati mari de energie si uneori genereaza emisii de azotati si sulfati care contribuie la ploile acide

Utilizarea materiilor prime regenerabile. Este mai avantajoasa utilizarea materiilor regenerabile decat a celor carora sa le

scada in timp potentialul de utilizare atat din punct de vedere economic cat si tehnic. In aceasta abordare trebuie luat in

considerare faptul ca industria chimica se bazeaza in mare parte pe materii prime oferite de industria petroliera. Trebuie avut insa

in vedere potentialul acestora in timp de utilizare. Cu alte cuvinte, trebuie avute in vedere alternative durabile in timp. In acest

context, materiile prime provenite din sectorul agrochimic ofera o alternativa promitatoare prin tehnologiile de izolare si purificare

mai avantajoase pe care le utilizeaza.

Derivatizare in procent redus. Daca nu este strict necesara, derivatizarea (utilizarea unor grupari de blocare, protectie/deprotectie,

modificarea temporara a proceselor fizice/chimice) trebuie minimizata si chiar evitata, daca este posibil, deoarece astfel de etape necesita

reactivi aditionali si pot genera deseuri. Chimia organica de sinteza a inregistrat un succes foarte mare la jumatatea secolului 20, odata cu

"modelarea" sintezelor fine in mai multe etape care utilizau grupari protectoare pentru o blocare temporara a reactivitatii unei grupari

functionale specifice pana cand un al doilea reactiv specific era introdus pentru a le indeparta. Chiar daca aceste sinteze vor ramane

pentru totdeauna in istoria sintezelor organice, din punct de vedere al perspectivei impactului asupra mediului utilizarea gruparilor de

blocare este mai putin acceptata. Proprietatile materialelor se bazeaza pe proprietatea moleculelor de a interactiona unele cu altele si cu

mediul care le inconjoara. Moleculele de interes (cu o activitate anume) sunt manipulate prin modificarile covalente a "topografiei"

pentru a le modifica proprietatile fizice. Aceasta derivatizare covalenta implica in general multe etape sintetice utilizand reactivi neuzuali

si posibil toxici, creind in acest fel deseuri si produsi secundari nedoriti

Cataliza. Reactivii catalitici (cat mai selectivi cu putinta) sunt superiori reactivilor stoichiometrici. Utilizarea catalizatorilor

pentru realizarea transformarilor chimice este extrem de benefica. La ora actuala exista numeroase exemple de reactii

stoichiometrice care au alternative catalitice. In 1999 grupul de cercetare condus de Collin a primit premiul "Presidential Green

Chemistry Challenge Awards" pentru descoperirea unui catalizator benign de oxidare denumit TAMLTM. Acest catalizator netoxic,

pe baza de fier este utilizat in epurarea apelor de spalare din industria hartiei. Beneficiile asupra mediului includ scaderea

necesarului energetic, eliminarea compusilor organici clorurati din apele de spalare si scaderea cantitativa a apelor uzate. Mai

mult, catalizatorii sunt complet degradabili in componente benigne.

Degradare. Produsii chimici trebuie preparati astfel incat dupa utilizare acestia sa poata fi transformati in produsi de degradare

si sa nu persista in mediu inconjurator. Mediul inconjurator cunoaste o sumedenie de cicluri ecologice in care deseurile provenite

dintr-un anumit proces devin materie prima pentru un altul. In dorinta societatii de a beneficia de materiale durabile si stabile,

cercetarea a descoperit materiale robuste si rezistente oricarui ciclu de degradare. Din pacate insa, omenirea a devenit poate "prea

buna" in a crea astfel de materiale. Solul este plin de tot felul de materiale care nu sufera nici o forma de degradare. Iata de ce

trebuie sa intelegem mai bine aceste cicluri si sa le incorporam in designul materialelor viitoare astfel incat sa beneficiem in

continuare de materiale foarte stabile cat timp sunt utilizate, dar nu mai mult. \

Analiza in timp real pentru prevenirea poluarii. Metodologiile analitice trebuie sa fie dezvoltate suplimentar pentru a permite

monitorizarea si controlul formarii deseurilor in timp real, in situ. Acest principiu prezinta doua aspecte: timp si materiale. Tehnicile de

analiza in timp real trebuie dezvoltate pentru a fi utilizate in procesele de fabricare la scara larga. De asemenea, este necesara dezvoltarea

tehnicilor analitice pentru a consuma materie prima in cantitate mai mica. Este necesara dezvoltarea unor noi metode cromatografice care

sa utilizeze mai putin solvent sau care sa nu necesite amestecuri complexe de solventi. Chimia analitica a jucat un rol esential in

dezvoltarea chimiei organice de sinteza, ajutand la intelegerea a ceea ce se intampla in reactie, la identificarea si caracterizarea

compusilor izolati. Chimia analitica traditionala implica insa utilizarea unor cantitati mari de solvent si de energie iar aparatura utilizata

este de dimensiuni mari. Recent, aceasta a inceput sa se orienteze catre instrumente mult mai precise si de dimensiuni mai mici iar o

adevarata dezvoltare a acestora a inceput odata cu aparitia instrumentelor de analiza "in-line", care utilizeaza cantitati mult mai mici de

solvent determinand astfel scaderea deseurilor produse in procesul global de fabricare.

O chimie mai sigura pentru prevenirea accidentelor. Substantele utilizate intr-un proces chimic trebuie sa fie astfel alese incat

sa permita minimizarea potentialelor accidente chimice, incluzand exploziile, incendiile si emanatiile de gaze. O omisiune care

apare frecvent in discutiile legate de chimia verde este cea a pericolului fizic al exploziilor si incendiilor. Discutiile legate de

impactul asupra mediului si toxicitatii asupra sanatatii umane domina de cele mai multe ori aceste discutii. Cele mai frecvente

accidente de tipul celor amintite mai sus sunt provocate de utilizarea solventilor organici inflamabili si volatili. Ca atare se impun

cercetari legate de dezvoltarea unei noi generatii de solventi care sa nu prezinte aceste trasaturi negative. O familie foarte

importanta de astfel de solventi, dezvoltate de diverse grupuri de cercetare in cadrul cercetarilor legate de chimia verde, sunt

lichidele ionice