به گزارش چاینا دیلی، پارازایلن یکی از مواد اولیه کلیدی برای تولید الیاف پلی‌استر، پلاستیک‌ها و سایر محصولات شیمیایی است. چین سالانه به بیش از ۳۰ میلیون تن از این ماده نیاز دارد، که در حال حاضر عمدتاً از طریق اصلاح کاتالیزوری نفت سنگین تولید می‌شود. این فرآیند سنتی، نه‌تنها به حدود ۴ تن نفت برای هر تن پارازایلن نیاز دارد، بلکه منجر به انتشار حدود ۳ تن دی‌اکسیدکربن در ازای هر تن تولیدی می‌شود.
اکنون تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه صنعتی آنهویی، با همکاری پژوهشگران دانشگاه تویامای ژاپن، موفق به طراحی و توسعه کاتالیزوری ترکیبی شده‌اند که امکان سنتز مستقیم پارازایلن از دی‌اکسیدکربن وهیدروژن را از طریق یک فرآیند چندمرحله‌ای زنجیره‌ای فراهم می‌کند. این روش نه‌تنها مسیر واکنش را ساده‌تر کرده، بلکه به بالاترین بازده فضا-زمان تک‌مرحله‌ای در جهان دست یافته است.
پژوهشگران همچنین تأکید کرده‌اند که این طراحی خلاقانه در کاتالیزور، می‌تواند الگویی برای گسترش به دیگر واکنش‌های هیدروژناسیون دی‌اکسیدکربن باشد. این نوآوری امکان بالقوه‌ای را برای “سنتز سفارشی” محصولات شیمیایی با زنجیره کربنی مشخص و ساختارهای مولکولی هدفمند فراهم می‌کند؛ موضوعی که می‌تواند به شکل‌گیری نسل جدیدی از فناوری‌های شیمی سبز منجر شود.
این دستاورد، نه‌تنها می‌تواند وابستگی به منابع فسیلی را کاهش دهد، بلکه گامی مهم در مسیر کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و تحقق اقتصاد کربن-خنثی به شمار می‌رود.
این دستاورد علمی، فواید و مزایای چندلایه‌ای، راهبردی و فرابخشی در حوزه‌های محیط زیست، صنایع شیمیایی، کشاورزی، پزشکی، اقتصاد انرژی و توسعه پایدار است.
نخست، کاهش وابستگی به منابع فسیلی از مهم‌ترین پیامدهای این فناوری است. در حالی که تولید سنتی پارازایلن به نفت سنگین وابسته است، این روش جدید با استفاده از دی‌اکسیدکربن به‌عنوان ماده اولیه، می‌تواند مصرف نفت خام را به‌شدت کاهش داده و نقش منابع آلاینده را در زنجیره تأمین شیمیایی کمرنگ‌تر کند.
دوم، این فناوری به‌طور چشمگیری انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد. در فرآیندهای سنتی، برای هر تن پارازایلن حدود سه تن دی‌اکسیدکربن منتشر می‌شود، اما در روش جدید، گاز گلخانه‌ای دی‌اکسیدکربن خود به ماده اولیه مفید تبدیل می‌شود؛ گامی عملی در راستای تحقق اهداف جهانی برای مقابله با تغییرات اقلیمی.
سوم، استفاده از کاتالیزور جدید موجب افزایش بهره‌وری شیمیایی شده و رکورد جهانی بازده فضا-زمان در این واکنش را ثبت کرده است. این نوآوری اثبات می‌کند که سنتز ترکیبات پیچیده از گازهایی مانند دی‌اکسیدکربن نه‌تنها ممکن، بلکه از نظر فنی مقرون‌به‌صرفه و قابل توسعه در مقیاس صنعتی است.
چهارم، این فناوری امکان سفارشی‌سازی مولکولی محصولات شیمیایی را فراهم می‌سازد؛ به این معنا که می‌توان محصولات با ساختارهای دقیق و خواص ویژه را از طریق طراحی هدفمند کاتالیزورها تولید کرد، موضوعی که برای صنایعی مانند داروسازی، پلیمر و فناوری‌های پیشرفته حیاتی است.
پنجم، این روش به‌عنوان مدلی قابل تعمیم برای سایر واکنش‌های مبتنی بر بازیافت دی‌اکسیدکربن عمل می‌کند و می‌تواند زمینه‌ساز توسعه نسل جدیدی از فناوری‌های «شیمی سبز» شود که در آن‌ها گازهای گلخانه‌ای به‌جای آلاینده، به منابع قابل بازیافت تبدیل می‌شوند.
ششم، اگرچه این فناوری به‌طور مستقیم برای صنعت شیمی طراحی شده است، اما در کشاورزی و پزشکی نیز به‌صورت غیرمستقیم تأثیرگذار است. در کشاورزی، پارازایلن پاک می‌تواند در تولید کودها، آفت‌کش‌ها و بسته‌بندی‌های زیست‌سازگار به‌کار رود و موجب افزایش پایداری زنجیره تأمین شود. در پزشکی نیز پلی‌استرهای مشتق‌شده از پارازایلن برای تولید تجهیزات زیستی، بسته‌بندی دارویی، نخ‌های بخیه و سامانه‌های دارورسانی استفاده می‌شوند که با تولید پاک آن، ردپای کربنی این بخش کاهش می‌یابد و مسیر برای اقتصاد دارویی سبز هموارتر می‌شود.
در مجموع، این نوآوری نه‌تنها گامی مهم در صنعتی‌سازی فناوری‌های کربن‌خنثی و توسعه پایدار در صنعت شیمی است، بلکه مرزهای سنتی بین حوزه‌ها را درهم می‌شکند و نشان می‌دهد چگونه علم و فناوری می‌توانند به‌طور هم‌زمان به اهداف زیست‌محیطی، صنعتی و اجتماعی پاسخ دهند.
منبع: chinadaily
