Развитие химической и нефтехимической промышленности в последние десятилетия ушедшего века привело к накоплению в верхних слоях атмосферы избыточного количества углекислого газа, поглощающего земное тепло. В результате среднегодовая температура воздуха на всей планете постепенно повышается. В этом состоит так называемый "парниковый эффект", о котором много говорят в последнее время. За счет чего накапливается углекислота в атмосфере? Самые большие выбросы углекислого газа происходят при промышленном производстве из продуктов переработки нефти полимеров, пластификаторов, смазочных масел, химических волокон, моющих средств и т. д.
Но оказывается, все вышеперечисленное можно производить в тех же масштабах без какого-либо ущерба для экологии. Фантастика? Ничуть. Речь идет о новом научном направлении - "зеленой химии", призванной заменить нефть и нефтепродукты на возобновляемое растительное сырье. Использование растений в качестве сырья для химического синтеза избавит человечество от накопления в почве и воде вредных отходов нефтехимической промышленности и снизит "парниковый эффект", поскольку сжигание растительного сырья не приводит к образованию углекислоты.
Дело за малым - нужны новые безотходные технологии переработки растительного сырья. И такие технологии есть. Например, в Институте биохимической физики РАН группа ученых под руководством доктора химических наук, профессора И. П. Скибида и кандидата химических наук А. М. Сахарова разработала новый медный катализатор. Он "помогает" окислять различные соединения и по активности близок к биологическим катализаторам - ферментам.
Образование тройных молекулярных комплексов ионов меди с кислородом и окисляемым веществом приводит к активации молекулы кислорода и самого окисляемого вещества. Кислород становится в такой системе гораздо более эффективным окислителем, чем перманганаты, бихроматы или азотная кислота, которые повсеместно применяются в крупнотоннажных производствах и дают огромное количество вредных отходов.
Новый катализатор позволяет перерабатывать природный крахмал и любое крахмалосодержащее растительное сырье, окисляя его газообразным кислородом. Такой катализатор "работает" даже при комнатной температуре. По эффективности он значительно превосходит все известные катализаторы окисления крахмала. Минуя стадию предварительного выделения крахмала, медный катализатор позволяет получать ценные химические вещества непосредственно из растительных отходов. В качестве исходного сырья с успехом могут использоваться даже никому ненужные сельскохозяйственные отходы, например пораженные грибковыми заболеваниями семена.
Продукты окисления растительного сырья можно использовать как компоненты буровых растворов и моющих средств, стимуляторов роста растений. Но самой неожиданной оказалась высокая эффективность солей окисленного крахмала в качестве огнезащитных пропиток и покрытий. Если древесину пропитать солями окисленного крахмала и затем обработать открытым пламенем, то на ее поверхности образуется огнезащитная коксовая "шуба", предотвращающая горение.
Но и этим не исчерпывается практическое использование чудесного катализатора. Одним из наиболее важных его применений авторы считают получение так называемых дигидроперфторалканов, которые с успехом можно применять при пожаротушении. Дигидроперфторалканы совершенно безвредны, не разрушают озоновый слой, и, что самое главное, при их содержании в воздухе более 8% открытое пламя гаснет почти мгновенно. Так что дигидроперфторалканы вполне могут заменить экологически небезопасный и потому запрещенный к применению хладон 114 В2.
Разработанный московскими учеными новый химический катализатор позволяет создать экологически безопасные технологические процессы. Именно за такими "чистыми" производствами - будущее мировой промышленности.
