“在材料化學的幫助下,我們可以建立一個能源使用不受限制的世界。在這里,我們可以減少二氧化碳的排放,減少對化石燃料的依賴,并減少已經并正在繼續對環境造成的影響;可以防止稀缺自然資源進一步枯竭,創造新的功能性產品,實現低碳和資源節約型產業的蓬勃發展,進而推動經濟增長。”剛剛發布的《化學,為了可持續發展的全球社會》白皮書,描繪了借助化學手段解決社會發展問題的前景。
應對五大挑戰
這份白皮書重點闡述了材料化學研究的五個關鍵領域。在這些領域里,材料化學家們通過與其他科學家、工業界和政策制定者的合作,抓住難得的契機應對當下面臨的全球性挑戰。材料化學能夠為當今社會重大能源和環境問題提供解決方案,具體表現在以下幾個方面:
第一、持續的人口增長和生活水平的提高,增加了全世界對能源的需求。這種需求或將很快超過利用傳統途徑所能獲得的可用能源量。面對這種形勢,材料化學家將開發能夠滿足未來能源需求的新型可持續能源轉換和存儲技術,同時不增加二氧化碳的排放。
第二、由于人為的CO2排放,預計未來100年地球氣溫將上升2℃~4.5℃。在這種情況下,材料化學家可以通過改進碳捕獲和儲存系統幫助減少CO2排放,并開發活化和利用CO2的新技術,將其作為可生產燃料和化工原料的資源,而不是廢棄物。
第三、地下開采的石油90%被用于生產燃料,其余用于制造從普通塑料制品到拯救生命的藥物等諸多產品。通過開發多種獲取石油的方法,以及有效、可持續地利用化石燃料替代品的工藝,材料化學家們可以降低人類對化石燃料和原料的依賴。
第四、稀缺自然資源的供應正以驚人的速度減少,資源匱乏將很快成為現實。為解決這一問題,材料化學可以在許多應用領域幫助減少使用、替代和回收利用稀缺自然資源,以及開發基于地球豐產元素的替代性材料。
第五、不斷增長的全球人口,正對環境造成破壞。材料化學家可以利用綠色化學的原理,以無害、可持續的方式滿足我們對能源、材料和水的需求;可以開發新技術,以便更好地監測空氣、土壤和水中的污染物,并將其從環境中清除。
現在就采取行動
全球人口正在不斷增加,預計到2030年將增加17億,總人口超過80億,其中的大多數將居住在城市里。眼下,世界很多地區人們的生活水平還在不斷改善的過程中。如果所有人都以北美的流行方式來生活的話,將需要消耗2~3倍的地球自然資源總儲量。顯然,人類此前對天然資源的使用方式是不可持續的。
白皮書指出,在材料化學的幫助下,人類可以建立一個能持續滿足能源與資源需求的世界。在那里,能源可以在任何需要的地方生產、儲存及供應;通過創造新的、對自然界增加極少負擔的消費產品,可以最大限度地減少和消除環境中的污染物。除了技術進步之外,它還要求各個國家在應對挑戰的過程中,不應只局限于對自身問題的思考。
化學家們認為,從目前看來,這些目標中的許多方面應能在近期實現,可以幫助當今這一代和下一代人改善這個世界。盡管需要資金投入,但從中長期來看,這種投資能夠帶來經濟效益。它將創造新的更加綠色的工業,提供可持續的就業機會,并確保全球安全。白皮書發出呼吁:“要獲得材料化學所帶來的好處,我們必須現在就采取行動。”
提升化學影響力
以“材料的可持續發展”為主題的第二屆化學科學與社會高峰論壇(CS3),以及隨之在全球同步發布的《化學,為了可持續發展的全球社會》白皮書,在國內外化學界引起很大反響。
中國科學院院士、中國化學會理事長姚建年指出,可持續發展是時代的強音,也是全球化學家的使命。白皮書總結了世界上杰出的材料化學家,針對能源、環境、資源等領域挑戰所提出的真知灼見,不僅為化學家指明了進一步發展的方向,也為公眾提供了可持續發展的路線圖,值國際化學年之際將極大地提升化學科學的影響。
2001年諾貝爾化學獎獲得者、日本理化研究所所長野依良治表示,幾個世紀以來,科學技術的掌握以及對自然的了解,使我們能夠有效利用天然資源來保護脆弱的人類免受自然威脅,并使方便和舒適的生活方式成為可能。然而具有諷刺意味的是,人類在不斷追求物質文明的同時,卻導致了重要資源瀕臨枯竭的嚴酷現實。
野依良治認為,化學是研究材料和物質及其轉換過程的科學,提供人類可持續發展所需的知識。化學家的使命是通過化學研究提供可持續發展的可能解決方案。他熱切期望,第二屆CS3峰會形成的結論,能夠引起世界各國政府和機構的關注,以共同努力實現理想的、可持續發展的人類社會。

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