Aktualności

Jednym z kluczowych zadań, które obecnie stoją przed ludzkością, jest zmierzenie się z problemem zmian klimatycznych. Wzrost ilości gazów cieplarnianych w atmosferze, głównie spowodowany działalnością człowieka, taką jak spalanie paliw kopalnych oraz usuwanie lasów, doprowadził do globalnego ocieplenia, podniesienia poziomu mórz, występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych oraz wielu innych zaburzeń w ekosystemach.

Oczywiste zapotrzebowanie na rozwiązanie tej kryzysowej sytuacji wymaga implementacji nowatorskich rozwiązań, które mogą złagodzić skutki zmian klimatu oraz otworzyć drogę w kierunku bardziej zrównoważonej przyszłości. W ciągu ostatnich lat nanotechnologia wyłoniła się jako obiecująca dziedzina nauki, mająca potencjał zrewolucjonowania tego narastającego wyzwania.

Jednym z istotnych sposobów, w jakie nanotechnologia przyczynia się do redukcji skutków zmian klimatycznych jest poprzez produkcję czystej energii. Zastosowanie materiałów i struktur w nanoskali może istotnie podnieść efektywność technologii wykorzystujących odnawialne źródła energii, przykładowo takich jak panele słoneczne lub ogniwa paliwowe.

W roku 2009 Broadband Solar, startup wyodrębniony z Uniwersytetu Stanforda, rozpoczął prace nad powłokami, które zwiększają absorpcję światła przez ogniwa słoneczne, co prowadzi do zwiększenia ich wydajności. Technologia ta posiada ogromny potencjał do ułatwienia produkcji opłacalnych i wydajnych wodorowych ogniw paliwowych, co stanowi alternatywę dla wykorzystywania paliw kopalnych do wytwarzania energii.

Raport od Research and Markets sugeruje, że sektor nanotechnologii w dziedzinie energetycznej jest wyceniany na 9,3 miliarda dolarów, z prognozowanym rocznym wzrostem 15% (CAGR) do 2028 roku. W raporcie stwierdzono, że głównymi czynnikami napędzającymi wzrost rynku nanotechnologii w okresie objętym prognozą są dynamiczne zmiany kierunku wykorzystania nanotechnologii w obszarze bezpieczeństwa energetycznego w ogniwach paliwowych oraz rozwoju infrastruktury transportowej. Ponadto zaznaczono, że zastosowanie nanomateriałów daje szansę na złagodzenie wyzwań środowiskowych w sektorze energetycznym.

Dodatkowym zastosowaniem z dziedziny nanotechnologii są innowacyjne rozwiązania wychwytujące i magazynujące emisję dwutlenku węgla (CO₂) z procesów przemysłowych i elektrowni.  Nanomateriały funkcjonalne mogą selektywnie absorbować CO₂, otwierając perspektywę możliwości sposobu zmniejszenia emicji gazów cieplarnianych oraz jego bezpiecznego przechowywania, zapobiegając ponownemu przedostaniu się do atmosfery.

Sytuacja klimatyczna staje się istotnym zagrożeniem dla sektora roślinnego, mając wpływ zarówno na wydajność produkcji jak i dostawy żywności. Rośliny rolne są coraz bardziej narażone na niestabilne warunki pogodowe, takie jak długotrwałe susze, intensywne opady, gwałtowne zmiany temperatur. Prowadzi to do ograniczenia plonów, zwiększenia ryzyka chorób roślin oraz trudności w planowaniu produkcji żywności. Wobec tych wyzwań, innowacyjne rozwiązania nanotechnologiczne stają się kluczowymi strategiami dla przyszłości rolnictwa. Przykładowo, nanoskalowe systemy dostarczania nawozów i środków ochrony roślin może zwiększyć wchłanialność składników odżywczych i ograniczyć uwalnianie substancji chemicznych do środowiska. Ponadto, wykorzystanie czujników bazujących na nanotechnologii pozwala monitorować kondycję gleby oraz optymalizować nawadnianie, przekładając się bezpośrednio na bardziej efektywne wykorzystanie zasobów wodnych w rolnictwie.

Oprócz potencjalnych korzyści, jakie wprowadza nanotechnologia, należy też zwrócić uwagę na negatywne aspekty. Podobnie jak w przypadku każdej nowej technologii, pojawiają się obawy. Uwalnianie nanomateriałów do środowiska może spowodować niezamierzone skutki dla ekosystemów i zdrowia ludzkiego. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zauważyła, że właściwości nanomateriałów, szczególnie zmodyfikowanych nanostruktur, wzbudza obawy o niepożądane lub nieoczekiwane interakcje z systemami biologicznymi. Raport od Research and Markets ostrzega, że pomimo ogromnego potencjału nanotechnologii w obszarze energetyki istnieją pewne wyzwania, którymi należy się zająć w celu jej pomyślnego wdrożenia. Ważne jest zrozumienie i minimalizacja wszelkiego ryzyka związanego z produkcją, zastosowaniem i utylizacją nanomateriałów. Sama produkcja nanomateriałów może również wymagać znaczących nakładów energetycznych i zasobów, co budzi wątpliwości dotyczące ogólnego zrównoważonego rozwoju samej nanotechnologii.

Zagwarantowanie, że korzyści płynące z zastosowań nanotechnologicznych przewyższają oddziaływanie na środowisko, stanowi kluczowy aspekt dla skutecznego wkomponowania ich w działania łagodzące skutki zmian klimatycznych. Dodatkowo, istnieje konieczność uwzględnienia aspektów etycznych, związanych z uczciwym rozprowadzeniem rozwiązań, aby zapewnić, że podjęte wysiłki przynoszą korzyści dla wszystkich społeczności, w szczególności tych narażonych na skutki kryzysu.

Źródło:

https://nano-magazine.com/news/2023/8/7/tackling-climate-change-the-nano-solution