綠色化學

生態污水處理廠

在家里，我們每天都會制造出各種污水：洗澡、沖馬桶、洗衣服、洗餐具都會產生污水。工廠排出的水和街上流動的雨水也是污水。這些污水中含有清潔劑、殺蟲劑、汽油或許多其他需要處理的污染物！ 污水通過下水道被收集到一起經過廢水處理廠處理后，再重新被排入水道。

污水處理廠

污水處理廠的工作原理如下：污水到達工廠后，其中較大的廢物，如沙子、礫石和油最先被清理掉。然后，污水通過各種水箱，去除所有可見的（讓水渾濁的）和不可見的（如病毒）污染源。不同的階段需要用到不同的化學品（如氯氣，用于消毒）和以殘留物為食的細菌。根據進入處理廠的廢水中存在的污染物（例如，在農業環境中，可能含有大量的殺蟲劑），化學家會調整或增加處理方法。最后，他們會在處理廠的出口檢測水的質量，并確定水能否排入河流。

沙子和蘆葦

在較小的市鎮也可以充分利用自己的空間優勢，多配備一些生態處理廠。污水不通過各種處理池來處理，而是經過種植有蘆葦的沙床來過濾！這種方法通常是在沒有能源輸入的情況下采用，并與周圍景觀很好地融合在一起。但有時，一些特殊天氣情況下（如果天氣很熱或下大雨），水的凈化效果不如傳統處理廠好。這種生態處理廠需要為每個居民種植大約2 平方米的蘆葦才能妥善處理污水。因此，這種方式只有居民少于2000 人的小城鎮才適用。

電子芯片

對人類來說，掌握一種新材料通常能帶來重大的技術創新，從而改變人們的日常生活。比如，我們可以把當前的時代定義為“硅的時代”，因為超純硅的發展使電子、計算、電信和納米技術得以發展，而手機、銀行卡和電腦中的電子芯片等都是由純度達99.999999%的硅制成的！

芯片用硅

純度在99%的純硅是通過在高溫下對二氧化硅進行化學處理得到的。由于其純度不足以用于電子產品，因此必須通過進一步的化學處理進行提純。最后階段是使用一個小的硅晶體顆粒，利用一根棒子將其浸入液態硅中，然后緩慢地向上拉動棒子，顆粒周圍開始結晶。最后，我們就能得到超純的硅。我們將它切割成晶圓后，就可以在上面刻上電子芯片了。

較高的生產成本

從綠色化學的角度來看，超純硅的生產帶來了以下幾個問題：

·在能源方面，用沙子提煉超純硅的能源成本很高。生產1 千克的硅片需要耗費2933 千瓦·時的電力。相比之下，住在獨棟別墅的四口之家每年才會消耗大約4500 千瓦·時的電力！

·在化學品消耗方面，每生產1 千克高純度硅需要使用280 千克的化學品，而且其中許多化學品是有毒的。

·在水的消耗方面：每生產一張手機SIM 卡的硅載體，就需要使用18～27升水！

尋找解決方案？

硅的工業加工會消耗大量的能源、水以及有毒化學品。當務之急是找到硅的替代品，因為現代世界已經離不開這種介質了。雖然科學家正在開展大量的研究，但研究成果的說服力都還不夠。例如，美國一家計算機公司的研究人員圍繞碳納米管建立了一個電子電路，取代了硅載體。你可以把這些碳納米管想象成用于在顯微鏡級別的紙上寫字的鉛筆芯。雖然目前它們的性能還不足以在不久的將來用于電子設備，但研究人員是要表明，按照綠色化學標準制造的納米管也許可以成為電子電路的基本組成部分。