Moderne chemie maakt er letterlijk een zooitje van. Dat moet en kan anders, stellen twee chemici in een column voor De Ingenieur. 

Moderne chemie maakt er letterlijk een zooitje van. Ze faciliteert immers de route van materie van grondstof naar vervuiling.

Allerlei soorten afval, zowel afkomstig van chemische productieprocessen als van hun vaak kortlevende eindproducten, hebben op uiteenlopende schaal tot gezondheidsproblemen en milieurampen geleid. Weliswaar zijn de afgelopen decennia steeds meer duurzame synthese­methoden beschikbaar gekomen, die gevaarlijke stoffen en afval verminderen of zelfs elimineren. Maar de chemiesector is er nog lang niet.

Chemici moeten verder kijken dan ‘coole moleculen’ en ‘geweldige chemie’. Natuurlijk kan het interessant zijn om verrassende mole­culen te maken die chemisch gezien nieuw en bijzonder zijn. Maar zoiets gaat voorbij aan de rol van chemie in de moderne wereld. Neem perfluorcubaan, een molecuul dat in 2022 werd uitgeroepen tot ‘molecuul van het jaar’. De synthese is waarlijk een prestatie en er zullen vast potentiële toepassingen zijn.

De chemiesector wordt weliswaar duurzamer, maar is er nog lang niet

Maar aan de hand van de structuur, die meerdere koolstof-fluorverbindingen bevat, kun je verwachten dat perfluorcubaan in het milieu niet wordt afgebroken en zich in organismen zal ophopen.

De moderne chemie moet dergelijke milieu­kwesties vanaf het begin in ogenschouw nemen. Het is onethisch om nieuwe chemie te ontwikkelen die chemische vervuiling tot gevolg heeft. Er moet een einde komen aan slecht ontworpen verbindingen, in het bijzonder forever chemicals zoals per- en polyfluoralkylverbindingen (PFAS) en broomhoudende brandvertragers.

Chemie is de wetenschap om materie te transformeren, niet alleen om nieuwe moleculen te ontwikkelen. We hebben de verantwoordelijkheid om veilige chemie en chemicaliën te ontwikkelen die zo effectief mogelijk gebruikmaken van fossiele en hernieuwbare grondstoffen en die de duurzaamheid verbeteren.

Moderne chemie vereist een drievoudige focus op efficiëntie, veiligheid en circulariteit

Dit vereist een systeembenadering gebaseerd op de erkenning van duurzaamheid als een essentiële eigenschap en op een begrip van duurzaamheid op moleculair niveau.

Dit houdt veel méér in dan het gebruik van hernieuwbare bronnen en het verminderen van productieafval. Het vergt een analyse van de ecologische voetafdruk gedurende de levenscyclus en de brede gevolgen voor het milieu van (nieuwe) chemische stoffen.

Neem hernieuw­bare polymeren, zoals bio-polyetheen gemaakt van bio-ethanol. Deze verminderen het gebruik van fossiele grondstoffen, maar ze verbeteren de recycle­baarheid of biologische afbreekbaarheid van het product niet. En dus blijven ze bijdragen aan plasticvervuiling.

In plaats daarvan moeten we recycling­systemen met een gesloten kringloop ontwikkelen of chemicaliën ontwerpen voor snelle mineralisatie in het milieu, zodat de elementen kunnen worden opgenomen door biogeochemische cycli.

De moderne chemie vereist een drievoudige focus op efficiëntie, veiligheid en circulariteit, ­zowel wat betreft chemische processen (synthese) als producten (chemische structuur). Deze kernwaarden zijn geformuleerd in concepten als groene chemie, safe and sustainable-by-­design en circulaire chemie.

Multidisciplinariteit is daarvoor ­essentieel, vooral tussen synthetische chemici (zij die chemische stoffen maken) en milieu­wetenschappers (zij die zulke stoffen detecteren). Dit alles zal de chemie uitdagender maken, maar ook nóg ­belangrijker.

We moeten de horizon verbreden en verder kijken dan de reageerkolf en de zuurkast. Hoe werken de moleculen en materialen die we maken samen met de technosfeer (industriële systemen en de maatschappij) en de biosfeer (de natuur)?


Tekst: Hannah Flerlage en Chris Slootweg, ­chemici bij het Van’t Hoff Institute voor Molecular ­Sciences van de Universiteit van Amsterdam. Dit is een ­korte versie van hun betoog in Nature ­Reviews Chemistry, nr. 7, 2023.
Foto: Depositphotos