"Měřený" přístup k pokroku v zelené chemii

Dva chemici, kteří pracují v různých prostředích, přinášejí na pracoviště ekologičtější pohled a umožňují ostatním, aby dělali totéž.

13. prosince 2023 | 6 min

Na začátku roku 2000 pracoval Dr. Ettigounder ("Samy") Ponnusamy jako vědec ve společnosti Merck v St. Louis v USA. Zahájil měsíční hovor, který nakonec změnil směr jeho kariéry. Zanechalo to na něm takový dojem, že si i po letech pamatuje číslo a přesný čas telefonátu: každé třetí úterý v 8 hodin ráno.

Setkání zavedl, protože ho něco trápilo. Přestože měl talent na vývoj nových produktů - za sedm let nasbíral sedm patentů - nebyl spokojený. Čím více se rozhlížel po oboru, tím více cítil, že existuje příležitost něco změnit. Příležitost přemýšlet jinak - myslet ekologičtěji - při vývoji nového výrobku a procesu.

Tyto měsíční hovory byly důležitým krokem k uskutečnění nápadů. Začínali v malém, jen s hrstkou chemiků. Postupem času jejich počet a zájem rostl. Ponnusamy si začal uvědomovat, že tyto rozhovory mají smysl nejen pro chemiky účastnící se hovoru, ale také pro podnikatele, a nejen pro ně. Od těchto prvních setkání se zájem o zavádění udržitelného myšlení do procesů, provozů a výrobků jen zintenzivnil. Tyto rozhovory pomohly Merck debutovat s novými ekologičtějšími produkty a nakonec i s nástrojem pro měření toho, jak ekologické (nebo neekologické) jsou chemické procesy.

Jít k zelenějšímu

Obor zelené chemie - jehož cílem je snížit dopad chemických látek na lidské zdraví a životní prostředí - vznikl na počátku 90. let 20. století. Zelená chemie vznikla na základě 12 zásad zelené chemie, které zohledňují celý životní cyklus výrobku, od získávání materiálů až po nakládání s odpady a vše mezi tím. Zatímco samotné zásady jsou široce použitelné, pro výzkumné pracovníky je těžké rychle posoudit, jak zelené (nebo ne) jejich výrobky nebo procesy jsou.

Ponnusamy a další chemici, kteří se zapojili do měsíčního hovoru, to zažili na vlastní kůži. Chtěli vytvořit jediné skóre, které by ukazovalo celkovou ekologičnost chemického výrobku nebo procesu. Nakonec chemici s pomocí odborníků na bioinformatiku přišli s DOZN, prvním a jediným nástrojem svého druhu.

DOZN debutoval pro veřejnost v květnu 2019 s rychlým ohlasem. Nástroj v průběhu let získal řadu ocenění a v současné době má tisíce registrovaných uživatelů. Umožňuje vědcům provádět smysluplný výzkum a zároveň jim pomáhá snižovat ekologickou stopu. Téměř vždy existuje více než jeden postup, kterým mohou chemici vytvořit cílovou molekulu. Tyto různé procesy syntézy často využívají různé suroviny a vytvářejí různé vedlejší produkty. Pomocí systému DOZN mohou chemici přímo porovnávat, jak se tyto přístupy srovnávají na základě principů zelené chemie.

V některých případech se malé změny v počátečních fázích vývoje promění v zásadní zlepšení ekologičnosti produktu při výrobě ve větším měřítku. V tom je síla DOZN.

Pro Ponnusamyho je inspirace jednoduchá: "Chci být lepším chemikem a lepším vzorem pro budoucí chemiky," říká. "Chemie změní globální udržitelnost."

Ponnusamy věděl, že tento nástroj bude cenný pro chemiky ve výzkumných laboratořích. Nepředpokládal však, že tento nástroj využijí pedagogové ve svých učebnách a laboratořích s vlastními studenty a pomohou tak zajistit, aby příští generace chemiků myslela ekologičtěji.

Do výuky

Po léta se studenti chemie dozvídali o zelené chemii z drobných informací v učebnici nebo z krátké zmínky na přednášce. V organické chemii si studenti osvojovali struktury a reakce, ale málokdy se dozvěděli o osudu použitých rozpouštědel nebo vedlejších produktů.

Přednášející jako Dr. Shegufa Shetranjiwalla, který nyní působí jako odborný asistent na Memorial University of Newfoundland, tuto mentalitu v přednáškových sálech, laboratořích i mimo ně mění. Dělá to s pomocí vědců, jako je Ponnusamy.

Jen rok po externím spuštění DOZN se Shetranjiwalla zúčastnila webináře, který prezentoval Ponnusamy a který pořádala Beyond Benign, globální nezisková organizace zaměřená na vzdělávání v oblasti zelené chemie, která Merck nedávno prohloubila kontakty s. Tehdy se poprvé - a jak se ukázalo, zásadně - setkala s DOZN. V té době učila na Trentské univerzitě a hledala způsoby, jak by studenti čtvrtého ročníku chemie mohli vyhodnotit, jak udržitelné (či neudržitelné) jsou různé laboratorní procesy. Do své práce již začleňovala 12 principů zelené chemie a další související nástroje. Začleněním DOZN do učebních osnov mohla do sady nástrojů svých studentů přidat průmyslově relevantní nástroj pro informované a udržitelné rozhodování.

"Moji studenti jsou nadšení. Chtějí něco změnit, ale nevědí jak," říká. Jedním ze způsobů, jak mohou něco změnit, je využití nástrojů pro hodnocení "ekologičnosti" chemického procesu. Shetranjiwalla doufá, že díky používání nástrojů, jako je DOZN, v rámci výuky budou její studenti schopni začlenit tento nástroj do budoucích pracovišť a představit jej budoucím kolegům. Pokud jde o studenty, kteří se budou věnovat kariéře mimo chemii, je optimistická v tom, že studenti budou tento analytický přístup používat dál.

Vědci jako Shetranjiwalla a Ponnusamy doufají, že za jejich života zmizí obor zelené chemie. Ne že by chtěli, aby jejich úsilí vyšumělo do ztracena, chtějí, aby všichni chemici mysleli ekologičtěji. Mladí chemici musí být schopni při nástupu do zaměstnání vyrazit na cestu - s kloboukem zeleného chemika.

Pomocí nástrojů, jako je DOZN, Merck toto uskutečňuje - a přenáší zelenou chemii z principů do praxe.

O DOZN

DOZN je kvantitativní nástroj, který jako první v oboru porovnává relativní ekologičnost podobných chemických látek, syntetických cest a chemických procesů. Nástroj destiluje 12 zásad zelené chemie do tří hlavních oblastí dopadu: zlepšení využívání zdrojů, energetická účinnost a minimalizace rizik pro člověka a životní prostředí. Vědci Merck používají tento nástroj k reorganizaci stávajících výrobků a hodnocení procesů v průběhu jejich práce. Můžete ho použít i vy! Připojte se k více než 1 900 uživatelům po celém světě a registrujte se k používání bezplatného nástroje.