绿色化学家正在做什么
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人类使用化学改善生活的历史已不下几万年，一个早期的例子就是使用火。人类史前的祖先用火烹煮食物，这是人们使用化学方法改变物质特性的伟大实践。这以后，他们的后代学会了将不同材料混合起来制造新材料。例如，他们将岩石、矿物和一些来自动植物的材料相混合，有时对材料进行加热和加压。经过反复尝试，他们知道了如何制造更合用的新材料。在这方面，制作颜料和肥皂是两个典型的事例。
今天，化学已经几乎在每一种可以想到的产品中发挥着作用。在美国，制造商注册的化学制品已超过83000种，其中的一些用途十分广泛，从食品到塑料，从卡车到电子产品，几乎无所不包。
然而不论是对人还是对环境，制造、使用和处理化学制品都是有风险的，毕竟有些化学制品的原材料是有毒的，例如汞和铅。而另外一些化学制品则可能非常耗费能源、水或者其他自然资源，而人们在使用或抛弃它们时，一些物质又会污染空气、水或者土壤。
例如一种高科技滑板，它是用一种坚固的聚碳酸酯塑料制造的，然而，这种物质的“构件”是一种名为双酚A的分子，一旦进入到水中就会给环境带来麻烦，它们会污染食物，还引发其他的问题。
好在人们面对这种状况并不是无能为力的，有些人专门从事应对环境风险的化学研究，他们的目标就是保证消费品的安全性和对环境的“友好性”。这些人就是“绿色化学家”。
从洗衣粉中滋生的水网“毒瘤”
“绿色化学家”现身于上世纪90年代早期，当时，美国化学家保罗・阿纳斯塔斯（Paul Anastas）正在为美国环境保护署工作，他发现，化学家们通常在产品问世很久以后才开始调查其中的化学品会带来怎样的环境风险。鉴于此，阿纳斯塔斯呼吁改变这种状况，他倡议化学家们在设计产品时从一开始就考虑安全和环保的问题。
绿色化学家很关注的一种化学物质叫表面活性剂，这种物质帮助液体混合，例如水和油。每个表面活性剂的分子都有两端，一端表现为亲水性，这意味着它吸收水，另一端表现为斥水性，表明它排斥水。
表面活性剂是洗衣粉中的重要材料，它帮助人们除去衣服的污垢，这些污垢常带有油污的成分。在美国，洗衣粉中的表面活性剂通常由一种名为“壬基酚聚氧乙烯醚”的化学物质充当，它是很优秀的表面活性剂。由于这个名字太长，化学家们一般称它为NPEs。
一旦NPEs完成了使命，它们会进入污水处理厂，但污水处理厂并没有将NPEs从污水中完全清除掉，于是它们便随着处理过的水排放到了江河或者湖泊中。这时的NPEs依然保留着部分功能，它们会分解成另外一种名为“壬基苯酚”的化学物质，而这种化学物质对鱼和绿色植物是“剧毒”的。
正是因为这个原因，加拿大和欧盟都禁止在洗涤剂中使用NPEs。但在美国，每年依然有几千吨这种化学物质被使用，这样一来，研究人员在北美水网中查出高水平的NPEs就不足为奇了。
找到了一种“替代品”
拉马斯瓦米・纳卡拉占（Ramaswamy Nagarajan）是美国麻省理工大学的塑料工程师，他和他的学生们研发了一种NPEs的取代物，他们使用一种绿色资源――水果皮制造这种环保的物质，而他们这样做的灵感来自于一种生活在墨西哥湾的微生物。
2010年4月20日，位于墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸并引发大火，沉没的钻井平台泄漏了大约500万桶原油。这以后，海中的微生物便开始分解这些原油。纳卡拉占发现，那些微生物制造了一种自然的表面活性剂，这种物质含有连接糖分子的长链，称为多糖体。于是，这些科学家产生了将自然的多糖资源转变成新的绿色表面活性剂的想法。
他们想到的制造NPEs取代物的原料是果胶。果胶是可食用的多糖体，水果皮和其他食物残渣中就含有这种物质。事实上，罐头制造商也在果酱和果冻中添加果胶以使食物凝成胶状。更为重要的是，纳卡拉占注意到，微生物能够分解它们。由于自然的果胶是无害的，它们会消失在环境中，这和不降解又污染环境的壬基苯酚是不一样的。
为了将果胶转变成表面活性剂，化学家们需要在每一个果胶分子中添加一组原子，这要用上一种特殊的实验用微波炉，处理过程大约30分钟。这个过程完成后，每个果胶分子的一端便有了一群亲水的原子，即亲水的化学基团，而另一端则是亲油的化学基团。
但在表面活性剂广泛被果胶取代以前，绿色化学家们还有很多事情要做，其中一个有待解决的问题是果胶的分子太大，难以溶解于水，所以纳卡拉占和他的研究小组正在攻克这个难题。另外一个问题就是效果，和目前市场上的洗衣粉相比，以果胶为原料的新产品去油和去污的能力还是稍逊一筹，这是因为它们缺乏斥水的化学基团。假若解决了这些问题，效果就会好起来。
装扮成荷尔蒙的抗菌剂
以果胶为原料的表面活性剂引起了人们很大的兴趣，科学家们也为这种产品申请了专利。美国环境保护署向科学家们提供了一笔资金，他们希望绿色化学家们能研发更多类似的绿色产品。
在化学制品中，有些会对生物体造成伤害，例如洗手液和肥皂，它们含有抗菌剂，是杀菌的化学物质，但长期使用会有副作用。例如，使用后的化学物质会进入湖泊和河流中，对环境造成损害。现在，有些绿色化学家注意到了这个问题，他们要设法解除这样的环境风险。
三氯生（triclosan）能杀死手上的细菌，它是大量厨房洗涤产品的化学原料，然而有数据显示，在自然环境中，三氯生正在起着损害环境的作用。为什么呢？原来，这种化学物质有可能帮助细菌产生针对于抗菌药物的抗药性。
除此之外，三氯生还可能发挥着内分泌干扰物的作用，这意味着这种物质有时会模仿荷尔蒙影响机体的生理活动。荷尔蒙是一种重要的化学物质，机体通过它们控制重要的生理活动，例如生长、睡眠、繁殖等等。当身体遭遇了一种装扮成荷尔蒙的化学物质后，身体就有可能不适当地启动或者关闭一些重要的细胞活动，从而改变身体的发育，或者引发疾病。例如，由于三氯生的活动很像荷尔蒙，它们就能影响动物的生长发育。在一些实例中，雄鱼被雌性化了，装扮成荷尔蒙的内分泌干扰物使雄鱼的外表和行为变得和雌鱼相似了。
三十年打造降解利器
绿色化学家们很想清除这样的内分泌干扰物，然而这很难做到，因为拥有这种特性的化学物质太多了，何况它们中的很多还发挥着重要的工业作用，所以最可行的解决办法就是在大自然中降解它们。美国卡耐基梅隆大学的科学家柯林斯经过30多年的研究，研发了一种能降解内分泌干扰物的化合物，他将这种化合物称为TAMLs，这是“四氨基大环配位体”（tetra-amido macrocyclic ligands）的简称，是一种催化剂，有启动或加速化学反应的作用。当它们和过氧化氢化合后，就能非常迅速地分解其他化学物质，只需要很少的量就能引发多种反应，整个过程不产生有害污染。
TAMLs能分解三氯生以及其他对水生植物和动物带来风险的污染物，但科学家们担心，TAMLs本身也会成为一种内分泌干扰物。于是，柯林斯和另外一位生物化学家，美国俄勒冈州立大学的罗伯特・坦圭（Robert Tanguay）一起用鱼测试了TAMLs的效果。坦圭的工作对象是斑马鱼，这种小热带鱼是非常理想的实验动物。科学家们将斑马鱼的胚胎暴露在经过TAMLs处理的水环境中，他们发现，水中高水平的TAMLs对斑马鱼的正常生长没有产生影响。科学家们还在水中加入TAMLs、过氧化氢和那些导致了雄鱼雌性化的微量污染物，然后让斑马鱼在这种水中活动，结果那些鱼依然是健康的。科学家们表示，接下来的实验将转向哺乳动物，他们要进一步搞清楚，TAMLs是否对哺乳动物也同样有效。假若结果是肯定的，那么这种催化剂就有望广泛运用于分解水污染物中的毒素了。
节能减排，绿色化学家不辱使命
即使你坐在家中，一种名为二氧化钛的化学物质也有可能环绕在你的周围，这种简单的白色化合物具有很好的反光性，所以油漆制造商们使用这种物质“加白”或者“加亮”他们的产品。这种物质还会出现在其他产品中，包括食物类的布丁。然而，假若在产品中加入的二氧化钛过多，产品就不“绿色”了。
钛是地球上最丰富的元素之一，也是很多矿物的重要组成。一些企业开采这种材料，将其压碎后加入其他化学物质，然后用900摄氏度的高温予以加热，这个过程耗费大量能源，并产生了很多污染物。
2013年，美国环境保护署在陶氏化学公司设立了一项“总统绿色化学挑战奖”，目的是鼓励企业减少油漆中二氧化钛的使用量。
那么企业的解决方案又是什么呢？是一种新化学物质，名为Evoque。将这种东西混合在油漆里，就能使二氧化钛的使用量减少20%。绿色化学家追求的目标之一是材料价值的最充分利用。由于减少了二氧化钛的使用量，人们便达到了节约能源和减少污染的目的。
Evoque是一种聚合物，这种物质结合二氧化钛不仅能变得更环保，还解决了一个普遍的难题。
在油漆中，二氧化钛粒子倾向于聚集成团，而Evoque则会在这些粒子的周围形成一个壳，并且将粒子相互推开，这使得油漆的反光性更佳了，还使附着在表面上的油漆更均匀，效果更理想。
为了研制这种聚合物，科学家们耗费了10年时间，但绿色化学家们认为这是值得的。毕竟当一个环保产品进入到了环境中，它对环境回馈益处的时间要比10年长多了。