Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

1 MISJA CHEMII WE WSPÓŁCZESNYM ŚWIECIE Bogdan Marciniec Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Wiodąca Rola Chemii w Rozwoju Cywilizacyjnym,

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "1 MISJA CHEMII WE WSPÓŁCZESNYM ŚWIECIE Bogdan Marciniec Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Wiodąca Rola Chemii w Rozwoju Cywilizacyjnym,"— Zapis prezentacji:

1 1 MISJA CHEMII WE WSPÓŁCZESNYM ŚWIECIE Bogdan Marciniec Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Wiodąca Rola Chemii w Rozwoju Cywilizacyjnym, Warszawa, 2 czerwca 2011 r.

2 2 Promote the role of Chemistry in contributing to solutions of the global challenges Chemistry – The Central Science Chemia jest centralną, fundamentalną nauką, ściśle związaną z niemal każdym przejawem naszych kontaktów z materialnym światem, a także stanowi nierozerwalną część ogólnoludzkiej kultury T. L. Brown, H. E. LeMay Jr (1997); A. T. Balaban, A. J Klein (2006) International Year of Chemistry Chemistry – our life, our future Chemistry – our life, our future UN Resolution General Assembly Nov. 2008

3 3 Chemia jest lingua franca medycyny i biologii Arthur Kornberg Życie to tylko chemia, w istocie mały przykład chemii na pojedynczej planecie świata A. T. Balaban, A. J Klein Chemia: to wspaniałe dziecko intelektu i sztuki Sir Cyril N. Hinshelwood Przemysł chemiczny jest dzisiaj głównym filarem ludzkiej cywilizacji i kultury. Bez przemysłu chemicznego, społeczność ludzka, w jej obecnych i przyszłych formach, jest nie do pomyślenia R. R Ernst Chemia tworzy substancje z nowymi właściwościami, tworzy świat E. Agazzi

4 4 nauka przyrodnicza nauka przyrodnicza, obejmując a dyscypliny szczegółowe stanowiące jeden z fundamentów powszechnej wiedzy o świecie, jego prawach, budowie i zmianach materii na poziomie molekularnym nauka stosowana nauka stosowana, będąc a fundamentem produkcji chemicznej, obejmując a dyscypliny szczegółowe z pogranicza nauk przyrodniczych i technicznych (technologia chemiczna) lub z grupy nauk technicznych (inżynieria chemiczna) Oblicza chemii

5 5 Gospodarka Oparta na Wiedzy Knowledge (Science) Based Economy 1987 – Raport Brundtland Światowej Komisji ONZ do spraw Środowiska i Rozwoju Nasza Wspólna Przyszłość sustainable development = zrównoważony rozwój sposób trwałego osiągnięcia lepszej jakości życia przez wszystkich obywateli, który nie zagraża osiągnięciu tych celów przez przyszłe pokolenia i szanuje środowisko (definicja ONZ) Wyzwanie XXI w. dla środowiska naukowego określenie właściwej strategii w zakresie polityki badań i technologii obejmującej zintegrowane studia technologiczne, ekologiczne, ekonomiczne i społeczne zrównoważony rozwój cywilizacyjny odkrycia naukowe

6 6 Kluczowa, ale jednocześnie służebna rola nauk chemicznych w globalnym rozwiązywaniu podstawowych problemów innych dziedzin nauki i postępu naukowo- technicznego, w warunkach zrównoważonego rozwoju (sustainable development) współczesnej cywilizacji, tzn. poprawy jakości życia przy ograniczonych zasobach surowcowych i konieczności ograniczeń aktywności przemysłowej zgodnie z wymaganiami szeroko pojętej ochrony środowiska. B. Marciniec (red.) Misja Chemii Wydawnictwo Poznańskie, 2004 Misja chemii Chemistry contribution to humanity, International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) – Project 2003

7 7 7

8 8 Zielona chemia Zielona chemia – projektowanie produktów i procesów chemicznych, które zmniejszają lub eliminują użycie i wytwarzanie niebezpiecznych substancji (Anastas – 1991) Niebezpieczne substancje fizyczne (palność, zagrożenie eksplozja) toksyczność (np. mutagenność, rakotwórczość) globalne (zanikanie ozonu, zmiany klimatu, zagadnienia energetyczne, zasoby czystej wody i surowców) Zrównoważona chemia, a zielona chemia sustainable chemistry –green chemistry clean technologies green technologies

9 9 Główny kierunek światowych badań chemicznych syntezy i (nano)technologie chemikaliów i biochemikaliów Poszukiwanie oryginalnych dróg selektywnych syntez (głównie w oparciu o procesy katalityczne) i opracowanie technologii molekularnych i makromolekularnych związków chemicznych o specjalnych właściwościach (fine chemicals, biochemicals, chemical specialties), które są podstawą materiałów i biomateriałow bądź ich prekursorów W ścisłym związku: Zrównoważona chemia!!! badania mechanizmów procesów wytwarzających takie produkty jak i ich struktury, reaktywności, specjalnych właściwości fizykochemicznych oraz metod oczyszczania i pełnej analizy

10 10 Filozofia oryginalnych pomysłów w zakresie chemii i biochemii wywodzących się ze współdziałania chemików syntetyków ze specjalistami określającymi pożądane (spodziewane) właściwości produktów oraz opracowanie technologii i biotechnologii ich wytwarzania i dokonanie wyboru najlepszych i najbardziej konkurencyjnych produktów w zależności od ich możliwości komercjalizacji STRUKTURA SYNTEZA CHEMICZNA I BIOCHEMICZNA WŁAŚCIWOŚCI PRODUKTÓW (pożądane) mało- i średnio- tonażowe technologie fine chemicals, bio(chemicals) chemical specialties, materiały

11 11 Challenging areas of the chemical sciences in the first decade of the XXI century Sustainable-green chemistry Enviromental Chemistry Organic Synthesis and Method Development Supramolecular Chemistry Materials Bioorganic Chemistry Physical Techniques for Study of Complex Reactions and Systems Quantum Chemistry Organometallic Chemistry IUPAC Vice-Presidential Critical Assessment (2000) Peter Steyn

12 12 Technology Platform for Sustainable Chemistry Technology Platform for Sustainable Chemistry Strategic Research Agendas (2025) Europejski przemysł chemiczny i pokrewne gałęzie przemysłu pozostaną konkurencyjne w oparciu o nowe technologie i wprowadzone innowacje Lepsze wykorzystanie chemii i biotechnologii pozwoli na zwiększenie wydajności produkcji i ochrony środowiska Przemysł chemiczny ma uzyskać reputację wiarygodnego, bezpiecznego i odpowiedzialnego partnera Materials Technology - Technologie materiałowe Reaction and Process Design - Nowe reakcje (syntezy) chemiczne i inżynieria chemiczna Industrial Biotechnology - Biotechnologia przemysłowa Wizja

13 13 S trategi a rozwoju nauki w Polsce do 2015 roku Obszary te przenikają się wzajemnie tworząc spójny Krajowy Program Badań Naukowych i Prac Rozwojowych. Motorem rozwoju w tych obszarach będą ze strony nauki przede wszystkim takie jej dziedziny, jak biotechnologia, technologie informacyjne oraz nanotechnologia. Chemia wraz z technologią chemiczną to dziedzina, która stanowi podstawę większości priorytetowych obszarów zdrowie, środowisko i rolnictwo, energia i infrastruktura, nowoczesne technologie dla gospodarki społeczeństwo w warunkach przyspieszonego i zrównoważonego rozwoju społeczno-gospodarczego 6.4 Priorytety tematyczne w rozwoju nauki i technologii w Polsce do 2015 r

14 14 Kierunki rozwoju badań podstawowych i stosowanych z obszaru szeroko pojętej chemii w Polsce Chemia na pograniczu biologii, farmacji i medycyny Chemia materiałów o pożądanych właściwościach dla nowych technologii Projektowanie i wytwarzanie odczynników specjalnych, wysokoprzetworzonych i wymagających wyrafinowanej syntezy Chemia fizyczna i kataliza w odniesieniu do procesów i materiałów Chemia analityczna dla ochrony środowiska i diagnostyki Nowe, bezodpadowe technologie chemiczne i o niskim zapotrzebowaniu na energię Chemia radiacyjna i jądrowa w odniesieniu do diagnostyki medycznej i zabezpieczenia właściwego pozyskiwania energii jądrowej oraz gospodarowania odpadami promieniotwórczymi zespół Ekspercki PAN (2010)

15 15 Czyste syntezy i technologie ( procesy o 100% selektywności i zerowej emisji produktów ubocznych) Nowe drogi syntezy i nowe reakcje Katalizatory Nowe rozpuszczalniki (ciecze nadkrytyczne (CO 2 i H 2 0) ciecze jonowe Bezpieczne reagenty Odnawialne surowce Odnawialne źródła zasilania dla przemysłu chemicznego (biorafinerie) Ponowne wykorzystanie materiałów odpadowych, Biotechnologie jako alternatywy procesów chemicznych Zrównoważone technologie

16 16 polimery biodegradowalne detergenty, kosmetyki farmaceutyki środki zapachowe agrochemikalia, pestycydy polimery dla medycyny (degradowalne) Substancje pomocnicze dla różnych gałęzi przemysłu Produkty - Produkty - materiały masowe i wysokoprzetworzone fine chemicals (and chemical specialties)

17 17 ferroelektryki i ferroelastyki (pamięci komputerowe nowej generacji, wyświetlacze optyczne) materiały magnetyczne (ferromagnetyki, konstrukcja magnesów, sensorów i przełączników) ciekłe kryształy materiały molekularne (organiczne, polimery) luminofory materiały ceramiczne – (odporność cieplna) (cienkie warstwy ceramiczne, chemiczna krystalizacja z fazy gazowej – Chemical Vapour Deposition) materiały konstrukcyjne Materiały inteligentne Materiały inteligentne - o pożądanych właściwościach elektrycznych np. (nadprzewodzących), optycznych, mechanicznych, magnetycznych

18 18 Nanomateriały funkcyjne modelowanie, nowe syntezy, nanotechnologie i nowe zastosowania Istotą tego kierunku jest opracowanie syntez i technologii nowych materiałów na poziomie molekularnym o zaprogramowanej strukturze, właściwościach i potencjalnych zastosowaniach. Tematyka budzi zainteresowanie wielu dziedzin nauki obejmujących m.in. inżynierię materiałową, fizykę, chemię, biotechnologię, medycynę

19 19 Biotechnologia Enzymy i mikroorganizmy jako katalizatory reakcji chemicznych Zalety: aktywność katalityczna, selektywność (chemo-, regio-, diastereo- i enancjoselektywność) Biotransformacja w fazie wodnej, biotransformacje w fazie organicznej (ciecze jonowe, CO 2 w warunkach superkrytycznych)Przykłady Chiralne związki jako materiały wyjściowe w syntezie organicznej Chiralne leki (znaczenie dla medycyny) Kwasy tłuszczowe i ich pochodne (znaczenie dla przemysłu spożywczego) Środki zapachowe Środki ochrony roślin Biopolimery

20 20 Chemia dla medycyny i rolnictwa podstawaleków i agrochemikaliów molekularnych procesów rozwoju ważniejszych obecnie i w przyszłości chorób w celu projektowania leków. Chemia dla medycyny i rolnictwa - poznanie mechanizmów procesów fizjologicznych jako podstawa projektowania leków i agrochemikaliów. Poznawanie molekularnych procesów rozwoju ważniejszych obecnie i w przyszłości chorób w celu projektowania leków. Medycyna oporność na leki i synteza nowych leków chemia centralnego układu nerwowego diagnostyka molekularna, związki kontrastowe (tomografia NMR, medycyna nuklearna) molekularne aspekty toksyczności substancji chemicznych

21 21 Rolnictwo wybór docelowego procesu fizjologicznego dla projektowania środków ochrony roślin i leków weterynaryjnych (badania na pograniczu chemii i biochemii) nowe formy środków biologicznie czynnych projektowanie w oparciu o wiedzę o mechanizmach wybranych reakcji enzymatycznych i strukturę wybranych białek (w tym projektowanie komputerowe) pasze a zdrowa żywność dodatki do pasz zwiększające zdrowotność zwierząt hodowlanych usuwanie toksyn pochodzenia mikrobiologicznego (szczególnie mykotoksyn) modyfikacje pasz zwiększające wartość odżywczą i zdrowotną mięsa i mleka

22 22 Kataliza Obecnie ponad 90% produkcji przemysłu chemicznego i petrochemicznego jest uzyskiwane dzięki procesom katalitycznym. Wartość światowej produkcji (w roku bilionów USD) Kataliza w zrównoważonym rozwoju oczyszczanie samochodowych gazów spalinowych (katalizatory trójfunkcyjne) wykorzystanie ogniw paliwowych i zasilania wodorem katalityczne spalanie usuwanie lotnych związków organicznych (VOCs) usuwanie NO 2 ze źródeł stacjonarnych utylizacja CO 2 biomasy i ich katalityczne przetwarzanie

23 23 Chemia analityczna - analiza wody i gleby regionów uprzemysłowionych - analiza biomedyczna - oznaczenia rozwój metod chemicznych i fizykochemicznych zautomatyzowanych i zminiaturyzowanych (w analizie powietrza, wody, żywności, toksykologii i diagnostyki medycznej) Chemia radiacyjna i jądrowa - diagnostyka i terapia medyczna - monitorowanie skażeń, zabezpieczeń i unieszkodliwianie odpadów promieniotwórczych

24 24 1.Wyzwania dla chemii, technologii chemicznej i przemysłu chemicznego wobec najważniejszych globalnych zagrożeń świata zapewnienie wyżywienia i zdrowia ludzkości zaspokojenie energetycznych potrzeb ludzkości i racjonalne gospodarowanie światowymi zasobami surowców dostarczanie coraz bardziej doskonałych materiałów i półfabrykatów dla innych obszarów techniki i codziennego życia ograniczenie i eliminacja zanieczyszczeń środowiska 2. Najważniejsze tendencje i perspektywiczne kierunki rozwoju chemii i technologii chemicznej w świecie, Europie i w Polsce Alternatywne surowce, alternatywne zaawansowane procesy, nowe produkty, produkcja chemiczna jako nośnik postępu Podsumowanie

25 25 3. Promocja multidyscyplinarnych programów strategicznych i multidyscyplinarnych zespołów realizujących te programy Celem powinno być opracowanie zaawansowanych technologii w oparciu o wyniki badań podstawowych i stosowanych (nauk ścisłych, przyrodniczych i technicznych) dla potrzeb zrównoważonego rozwoju współczesnej cywilizacji.

26 26 Konsorcjum: 5 Uczelni: 5 Uczelni: UAM, Politechnika Poznańska, Uniwersytet Przyrodniczy, Uniwersytet Medyczny, Uniwersytet Ekonomiczny 4 Instytuty PAN: 4 Instytuty PAN: Chemii Bioorganicznej, Genetyki Roślin, Genetyki Człowieka, Fizyki Molekularnej Instytut badawczy: Instytut badawczy: Włókien Naturalnych i Roślin Zielarskich Poznański Park Naukowo-Technologiczny FUAM - Centrum Biotechnologii Medycznej wraz ze Zwierzętarnią - Centrum Biotechnologii Przemysłowej i Roślinnej wraz ze Szklarnią - Centrum Technologii Chemicznej i Nanotechnologii - Centrum Badań Materiałowych wraz z Regionalnym Laboratorium Unikatowej Aparatury - Zaplecze Naukowo-Techniczne wraz z Centrum Transferu Technologii koniec 2013 – faza operacyjna Projektu Wielkopolskie Centrum Zaawansowanych Technologii: Materiały – Biomateriały multidyscyplinarny ośrodek badawczy o wysokiej randze międzynarodowej Budżet projektu: ,00 zł współfinansowany w 85% z EFRR

27 Głównym celem WCZT jest stworzenie w Poznaniu multidyscyplinarnego ośrodka skupiającego najlepszych specjalistów z nauk ścisłych, przyrodniczych, i technicznych, skoncentrowanego na nowych materiałach i biomateriałach o wielostronnych zastosowaniach fine chemicals bio- i nanomateriałów zaawansowanych technologii i biotechnologii 1. Opracowanie oryginalnych selektywnych dróg syntez chemikaliów i biochemikaliów (agrochemikaliów) - tzw. fine chemicals, a także nowej generacji bio- i nanomateriałów lub ich prekursorów i następnie opracowanie zaawansowanych technologii i biotechnologii ich wytwarzania z przeznaczeniem dla optoelektroniki, medycyny, rolnictwa, farmacji, i innych dziedzin przemysłu i techniki. 2. Stworzenie podstaw technologicznych 2. Stworzenie podstaw technologicznych dla szeregu zastosowań chemii bioorganicznej, biologii molekularnej i biotechnologii w szeroko pojętej ochronie zdrowia oraz zastosowań agrotechnicznych i przemysłu spożywczego.

28 28 Współpraca z: Kampus Berdychowo Technologie Informacyjne Materiały i Biomateriały Kampus Morasko Centrum Innowacji i Transferu Technologii 1999 Inkubator Technologii Chemicznych 2000 Business Inqubator 2007 Zespół Inkubatorów Wysokich Technologii Poznański Park Naukowo-Technologiczny Parki Technologiczno Przemysłowe Przedsiębiorstwa Innowacyjne Best Science Based Incubator Nagrodzony jako Best Science Based Incubator Stockholm 2009

29 29 Bibliografia: Misja Chemii – B. Marciniec red. Wyd. Poznańskie 2004 European Platform for Sustainable Chemistry 2025 – Strategic Research Area (SRA) Strategia rozwoju nauki w Polsce do 2015 r. Stan badań w zakresie chemii w Polsce – ekspertyza przygotowana przez zespół Integracyjno-Ekspercki Nauk Chemicznych PAN (2010) M. Taniewski Technologia chemiczna w epoce zrównoważonego rozwoju – Misja nauk chemicznych, B. Marciniec red. (2011)

30 1.Adam Bielański Synteza we współczesnej chemii nieorganicznej 2.Jerzy Haber, Małgorzata Witko Znaczenie katalizy dla jakości współczesnego życia 3.Janusz Jurczak, Marek Chmielewski Strategiczne kierunki rozwoju syntezy organicznej 4.Janusz Lipkowski Chemia supramolekularna – szkic perspektyw 5.Wojciech Markiewicz, Jan Barciszewski, Henryk Koroniak, Arkadiusz Chwaroś Od chemii bioorganicznej do biologii chemicznej 6.Piotr Kiełbasiński, Marian Mikołajczyk Biokataliza-ekologiczny kierunek syntezy i chirotechnologii 7.Henryk Kozłowski Chemia i medycyna 8.Henryk Górecki, Katarzyna Chojnacka, Zbigniew Dobrzański Innowacje chemiczne w rozwoju zrównoważonego rolnictwa Misja nauk chemicznych B. Marciniec red. ( 2011 )

31 9.Paweł Kafarski Chemia a biotechnologia przemysłowa 10.Stanisław Penczek Makrocząsteczki i polimery - u podstaw molekularnej biologii, medycyny i nowoczesnych materiałów - Wstęp. Od biopolimerów do nowych materiałów. - Penczek - Polimery w elektronice i problemy energii- Florjańczyk/Ułanski - Makrocząsteczki i polimery w medycynie- Nowakowska/Rosiak - Poliolefiny - podstawą przemysłu polimerów - Czaja - Nowoczesne włókna chemiczne - Krucińska - Polimery z odnawialnych surowców – Słomkowski 11.Bogdan Marciniec, Piotr Sobota Związki metaloorganiczne i koordynacyjne w syntezie prekursorów nowoczesnych materiałów 12.Jerzy Lis, Roman Pampuch Wiedza chemiczna inspiracją dla rozwoju materiałów ceramicznych 13.Lucjan Sobczyk Chemia a materiały we współczesnych technologiach - Magnetyki – K. Lachowicz (Magnetyki molekularne – J. Mroziński) - Ferroelektryki i Ferroelastyki- A. Pietraszko - Ciekłe Kryształy – R Dąbrowski

32 -Materiały molekularne (nowe opracowanie) – J. Sworakowski, M. Samoć - Luminofory – P. Łoś, O. Gładysz, M. Sowińska - Materiały we współczesnej elektrochemii -. P. Łoś 14.Bronisław Marciniak, Jacek Waluk Fotochemia i spektroskopia – możliwości i wyzwania 15.Krzysztof Bobrowski, Aleksander Bilewicz, Andrzej G. Chmielewski, Andrzej Marcinek, Jerzy Narbutt, Grażyna Przybytnik, Iwona Szarej-Foryś Chemia radiacyjna, Chemia jądrowa, Radiochemia 16.Adam Hulanicki, Jacek Namieśnik Chemia analityczna we współczesnym świecie. Zadania i perspektywy 17. Tadeusz Paryjczak, Andrzej Lewicki, Marian Zaborski Zielona chemia ważny czynnik zrównoważonego rozwoju 18.Jacek Kijeński, Marta Kijeńska Chemiczne metody pozyskiwania nośników energii ze źródeł odnawialnych 19. Marian Taniewski Technologia chemiczna w epoce zrównoważonego rozwoju


Pobierz ppt "1 MISJA CHEMII WE WSPÓŁCZESNYM ŚWIECIE Bogdan Marciniec Wydział Chemii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza Wiodąca Rola Chemii w Rozwoju Cywilizacyjnym,"

Podobne prezentacje


Reklamy Google