Cristina Mottillo هیچ عجله ای ندارد. او پودر ریز سفید را در یک پتری دیش می ریزد، سطح آن را صاف می کند و پس از سیل کردن ظرف آن را در محفظه ای با شرایط دمایی و رطوبتی مشابه با روزهای گرم تابستان در مناطق استوایی قرار می دهد. اکنون باید صبر کند...
در طول چهار روز بعد، بدون هیچ تلاشی از سوی Mottillo سه ماده‌ی شیمیایی داخل این پودر به تدریج به ZIF-8 تبدیل می شوند، ترکیبی پایدار و متخلخل به نام چهارچوب فلزی-آلی که کاربرد فراوانی در جذب و ذخیره‌ی کربن دارد و بیش از صد برابر ارزش اصلی مواد خام را دارد. به گفته‌ی Mottillo دانشجوی دکترای شیمی دانشگاه مک گیل کانادا، مواد واکنش‌دهنده تمام کار را انجام می‌دهند.
شکل ZIF-8
این روش کاملاً متفاوت با روش‌های سنتز شیمیایی استاندارد است که به طور معمول شامل حل شدن، حرارت دهی و هم زدن مواد اولیه در یک محلول برای تشویق آنها به انجام سریع آزمایش است. این روش‌ها سریع و شناخته شده هستند اما در آنها مقادیر زیادی ماده‌ی شیمیایی و انرژی مصرف می‌شود و محیط زیست در معرض خطر قرار می‌گیرد. حدود ۵۰ تا ۸۰ درصد از زباله‌های شیمیایی تولید شده در صنعت و آزمایشگاه‌ها شامل حلال‌های باقی‌مانده از فرآیندهای سنتز، جداسازی و خالص‌سازی است.
حدود دو دهه است که جنبشی بین‌المللی در زمینه‌ی شیمی سبز سعی در کاهش این زباله‌های سمی داشته است. اما Mottillo یکی از تعداد انگشت شمار دانشمندانی است که روشی کاملاً متفاوت با روش‌های معمول را ابداع کرده است. استاد او Tomislav Friscic این روش را شیمی تنبل نام‌گذاری کرده است؛ موادی را در گوشه‌ای به حال خود بگذارید تا واکنش‌ها خود به خود انجام شوند. شاید نام درست‌تر برای این روش شیمی آهسته باشد که نیاز به مقدار کم حلال شیمیایی و انرژی دارد (در مواردی حتی صفر). اگر این روش درست برنامه‌ریزی شود تمام مواد اولیه مصرف می‌شوند و هیچ تصفیه‌ی شیمیایی در انتهای کار نیاز نیست.
چنین فرآیندهایی هزاران سال است که شناخته شده‌اند: زنگ زدن آهن یک مثال آشناست، همچنین هوازدگی طولانی که باعث ایجاد زنگار سبز روی مجسمه‌ها می‌شود. اما دانشمندان به تازگی توانسته‌اند این فرآیندها را تحت کنترل درآورند و از آنها برای تولید محصولات استفاده کنند. در دهه‌ی اخیر، گروه‌های تحقیقاتی از این روش‌ها برای تولید محصولات با ارزش از جمله ترکیبات آلی فلزی، دارویی، ترکیبات آلی ساده و مواد فلورسنت استفاده کرده‌اند. افرادی مانند Friscic امیدوارند که طیف این محصولات را گسترش دهند. از نظر او هدف نهایی حذف آلودگی شیمیایی فرآیندهای تولید است.
اما مشکل اصلی در این روش سبز زمان‌بر بودن آن است. معمولاً به دانش‌آموزان آموزش داده می‌شود که شیمی خوب یعنی شروع با حلال مناسب: مولکول‌ها در محلول می‌توانند با سرعت بیشتری وارد واکنش شوند زیرا آزادی حرکت دارند و می‌توانند با هم برخورد کنند و بدین ترتیب تشکیل و از بین رفتن پیوندها تسهیل می‌شود. اما شیمی آهسته در فاز جامد رخ می‌دهد که طبق تعریف تمام اجزا در جای خود قرار دارند و تصور عموم افراد این است که حالت جامد مساوی با مرگ مواد شیمیایی است.
اما این موضوع صحت ندارد. واکنش‌های فاز جامد ممکن است ماه‌ها یا سال‌ها به طول بینجامند اما در طبیعت وجود دارند. در غرب استرالیا، بقایای پرنده‌ی گوانو با سولفید مس معدنی در سنگ‌ها واکنش می‌دهد و تشکیل moolooite می‌دهد، مس اگزالات سبز معدنی کمیاب. گلسنگ‌هایی که روی صخره‌ها زندگی می‌کنند اغلب مخلوطی از اسیدهای ضعیف و ساده ترشح می کنند که به آهستگی با مواد معدنی وارد واکنش می‌شوند و مواد آلی فلزی پیچیده تولید می‌کنند. این مواد از گلسنگ‌ها در برابر میکروارگانیسم‌های مهاجم محافظت می‌کنند.
تولیدکنندگان ورق‌هایی از سرب را روی سطل‌هایی حاوی مقدار کمی سرکه قرار می‌دادند و سپس سطل‌ها را در بستری از کود می‌گذاشتند. فلز به آرامی با بخار آب موجود در هوا و کربن‌دی‌اکسید کود وارد واکنش می‌شد و به ماده‌ای سفید که ترکیبی از کربنات سرب و هیدروکسید سرب است تبدیل می‌شد.
سرکه در این فرآیند نقش کاتالیزور را داشت و لایه‌ی کود نیز دما را در حدی نگه می‌داشت که واکنش با سرعت منطقی جلو برود. پس از حدود سه ماه، رنگدانه جدا می‌شد و پس از شستشو و خرد کردن به پودری ریز تبدیل می‌شد. از این رنگدانه در نقاشی‌هایی از جمله اثر لئوناردو داوینچی، مونالیزا (سال 1506 میلادی) و دختری با گوشواره اثر Johannes Vermeer (سال 1665 میلادی) استفاده شده است.
ادامه...
منبع:
منابع مفید:
نجات از پلاستیک
آب فوق بحرانی
زنگ زدن سریع
بازیافت سبز
پلاستیک سبز: دوست طبیعت
سنتز آلی - ویکی پدیا
هوا زدگی - ویکی پدیا
سفید آبِ سرب - ویکی پدیا
شیمی سبز - ویکی پدیا