綠色化學中的機械

左 邦，王鶴臻，崔承勛

（延邊大學工學院，吉林 延吉 133002）

1 綠色化學簡介

綠色化學是新興的化學分支，綠色化學又被稱為“環(huán)境友好化學”、“環(huán)境無害化學”和“清潔化學”，是以“原子經濟性”為原則，研究怎么在產生目的產物的過程中充分利用能源，從而降低有害物質的排放。這一門學科和其它學科交叉的地方派生出交叉學科來特定解決相關問題。綠色化學有如下幾個基本原理：（1）防止污染比治理污染要優(yōu)先；（2）原子經濟性；（3）綠色的合成路徑；（4）設計的化學產品要夠安全；（5）采用無毒無害的溶劑和助劑；（6）合理使用和節(jié)約能源；（7）用可再生資源合成化學品；（8）避免不必要的衍射化步驟；（9）選用高選擇性的催化劑；（10）合成的化學品易降解；（11）現(xiàn)場實時分析預防污染；（12）安全工藝。這12條原則是世界化學界公認的綠色化學的基本原理。

2 聯(lián)系

目前世界最關注的問題之一是能源消耗問題。能源是能量的來源或源泉，是能從自然界直接獲取的具有能量的物質，像煤炭、石油、水、風、生物體等，或是在這些物質中再加工獲得的物質。我國西部大量采用的風力發(fā)電裝置，它被設計出來將風能做功帶動扇葉轉動然后帶動齒輪的轉動進行能量的轉化，也就是先將風能轉化為機械能再轉化為電能。而生活中有很多這樣通過機械的裝置使綠色化學凸顯的裝置，如污水尾氣處理裝置、煉鋼廠中一氧化碳再次利用裝置、保溫杯隔熱裝置等。從大規(guī)模生產裝置到生活必備品裝置都有體現(xiàn)綠色化學的原則性。第二則是綠色出行。交通工具通過不可再生資源來作為動力能源，對環(huán)境的污染也不容忽視?，F(xiàn)今公交車改成氫氣能源動力、小汽車也慢慢發(fā)展成為電力供應，從而大大降低了對環(huán)境的污染。這些都是由機械來支撐的綠色出行，它降低了能耗的同時達到了綠色化學的需求。

如今中國走向了信息時代、自動化智能時代。人工智能的發(fā)展使得制造過程更加規(guī)范，能源利用更加有效。生活中更多智能化的機器人為我們服務，他們可以被既定的設置一些程序去完成指令，當然這些指令是符合我們人類現(xiàn)在需要的環(huán)境友好型和優(yōu)化性。這些指令被結合了綠色化學的制造工藝和原則去設置程序，然后服務于人們。通向互聯(lián)網時代的過渡階段邁向人工智能時代，要結合綠色化學的原則性問題去發(fā)展從而適應當代中國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，也為世界可持續(xù)綠色發(fā)展做出一定的貢獻。

3 應用前景

機械是綠色化學能夠實現(xiàn)的一種轉置器。沒有機械化的運作也就沒有當下綠色化學的可行性。近年來，韓國某些高校和我校機械系在新能源創(chuàng)新上面有合作。舉辦關于綠色新能源科技創(chuàng)新大賽。參賽選手們需要通過對機械的一些改進和創(chuàng)新來合理和充分利用能源，預防能源的利用帶來的污染從而達到綠色節(jié)能的目的。很多機器的運作不免有大量能量的損耗轉化成熱能而不能被利用，而合理降低這些能耗可以大大提高能量的利用率。像磁懸浮列車，它的設計極有利的降低了列車與軌道之間摩擦產生的能耗。而發(fā)電機裝置中摩擦損耗的能量就非常多，而如果我們將磁懸浮列車的減能理念運用到發(fā)電機裝置中是不是會有更好的節(jié)能效果。試想如果將齒輪間的直接接觸靠摩擦轉動改為磁場帶動齒輪將很大程度上減少能量的損耗。試想將齒輪變?yōu)榇琵X輪，磁齒輪轉動產生磁場再次循環(huán)帶動將能量進行轉化。從理論上來說將會減少更多的能耗。

4 結語

綠色化學已經成為21世紀世界極為重要的科學領域之一，成為實現(xiàn)污染預防最基本的科學手段，對人類現(xiàn)今的可持續(xù)發(fā)展有著及其重要的意義。而單純的綠色化學學科本身并起不了多大的作用，只有將綠色化學與其他領域相結合才能發(fā)揮出它的最大優(yōu)勢。機械專業(yè)就可以與綠色化學緊密結合，創(chuàng)造出更多，更好，更有利的裝置來闡述綠色化學的理念，完成可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的方針。