Nanobilim, Yeşil Kimya ve Biyobozunur Polimerler nedir?

Bu konuda neler öğreneceksin?

• Nanobilimin çalışma ölçeğini ve nanopartiküllerde yüzey alanının neden belirleyici olduğunu açıklar.
• Fulleren, karbon nanotürü ve grafen gibi karbon nanoyapılarını karşılaştırır.
• Yeşil kimyanın on iki temel ilkesini yorumlar ve süreç tasarımıyla ilişkilendirir.
• Atom ekonomisi ile E-faktörü hesaplar ve iki ölçütün neden birlikte değerlendirilmesi gerektiğini açıklar.
• Nişasta, selüloz, kitin, PLA ve PHA gibi biyobozunur polimerleri karşılaştırır.

Anahtar fikirler

• Nanopartikül küçültülürken madde miktarı sabit kalır, yüzey alanının payı büyür; bu yüzden aynı madde nanopartikül hâlinde daha etkili olur.
• Atom ekonomisi teorik, E-faktörü deneysel bir büyüklüktür; ikisi birlikte değerlendirilir.
• Kompostlanabilirlik, biyobozunurluğun daha dar bir alt kümesidir ve endüstriyel kompostlama koşullarını gerektirir.
• Nişasta ve selülozun tekrar birimi aynı (C6H10O5) olsa da glikozit bağlarının stereokimyası farklı olduğu için sindirim davranışları farklıdır.
• Yeşil kimya ürünü değil süreci hedefler; çözücü, enerji, kataliz ve atık izleme başlıklarının hepsi sürecin parçasıdır.
• Karbonun üç temel nanoyapısı küresel fullerenler, silindirik karbon nanotüpleri ve düz katmanlı grafendir.

Konunun özeti

Yeşil kimya, süreci baştan tasarlayarak atığı azaltmayı, kataliz ve enerji verimliliğini artırmayı, yenilenebilir hammadde kullanmayı hedefler; ölçütleri atom ekonomisi ve E-faktörüdür. Biyobozunur polimerler ise yaşam döngüsü analiziyle birlikte değerlendirilir.

Sık yapılan hatalar

• Atom ekonomisini verimle karıştırmak: Atom ekonomisi denklemden çıkan teorik bir oran, verim ise deneyde elde edilen gerçek miktardır.
• E-faktörünü yüzde gibi yazmak: E-faktörü boyutsuz değil, kg atık/kg ürün biçiminde birimsiz bir büyüklüktür.
• Biyobozunur polimeri doğada birkaç günde yok edilen malzeme sanmak: Birçok biyopolimer için belirli sıcaklık, nem ve süre koşulları gerekir.

İlgili konular

• Karbon Temelli Enerji Kaynakları
• Organik Bileşikleri Fonksiyonel Gruplarına Göre Sınıflandırma
• Fonksiyonel Grup İzomerliği