When speaking about ‘‘sol–gel’’, th

When speaking about ‘‘sol–gel’’, the term ‘‘science’’ is often associated with the term ‘‘technology’’.
The main advantage of this synthetic route is to allow easy shaping of the final oxide-based materials, and the sol–gel process thus appears as an important liquid-phase manufacturing techniques among the so-called bottom-up approaches, for a large range of nanomaterials (particles, thin films, coatings, membranes, fibres or bulk materials).
The literature is rather scarce regarding life cycle assessment (LCA) of sol–gel derived products; however many researchers, who have addressed life cycle aspects of nanoproducts, agree that the manufacturing phase is a major
contributor to the life cycle impacts.206
The authors would like to illustrate through selected publications, which are not restricted to the case study of silica, the current analysis that can be found on the environmental impacts of nanomanufacturing methods.Indeed many concerns have been raised regarding the human and ecological health effects of nanoproducts, but little attention has been given to the manufacturing phase. Top-down production
methods are the most commonly used approaches today for nanoproducts, and it is generally believed that such techniques are more waste-producing that bottom-up techniques, that are often considered as the ultimate tools for sustainable manufacturing as they allow for the customized design of reactions and processes at the molecular level, thus minimizing unwanted waste.
206
An interesting evaluation of a series of nano technological production methods (chemical vapour deposition (CVD), physical vapour deposition (PVD), flame-assisted deposition, sol–gel process, precipitation and lithography) was published.
207
Sol–gel
processes performed very satisfactorily in terms of facility installation cost, since it involves rather basic chemical process engineering (compared for example to lithography) and energy input (considered as low). The potential for release of nanoparticle emissions during the production stage was estimated low-to-medium regarding the workplace since the process takes place within liquid medium, but also low-to-medium regarding the environment since discharge of nanomaterials is possiblevia polluted process media and wastewater. It is however noticed that discharge might be purified with adequate technology.
During the product use, potential for release of nanoparticles is low if nanoparticles are encapsulated in the end-product within a fixed layer and medium if the end-product shows no long-term stability.
In the course of the same study, life cycle assessment (LCA) was also performed to describe the ecological efficiency potentials of nano technology-based coating processes.
208
The case study concerned corrosion protective coatings on aluminium. Corrosion
prevention has high economic as well as ecological relevance.
209
On aluminium, conventional coating technology requires the use of chromium, and chromium(VI) salts are known human carcinogens. A newly developed nanocoating based on sol–gel technology was compared to conventional coatings, such as waterborne, solventborne, and powder coat industrial coatings. In this case, the
sol–gel coating was an organic–inorganic hybrid polymer, based on organosilanes. The assessment was carried out for the entire life cycle of the varnish, including surface pre-treatment: extraction of raw materials, production of basic components, varnish production, surface pre-treatment, varnishing, use stage application phase, disposal/recycling. The conclusion of this study was that sol–gel-based coatings show great potential for a very high degree of the improvement of eco-efficiency with respect to all emissions and environmental effects (VOCs, greenhouse gases). It also allows a simplified surface pre-treatment process, avoiding chromating.
Additionally, the same level of functionality can be reached for much lower thicknesses. Sol–gel technology is also important for nanoparticle production for which exists a large offer of almost any composition at more and more competitive prices. But lower prices require more careful analysis of energy requirements in the possible process, and may enable both economically and ecologically safe choice
of the required technology. An interesting confrontation was published
210 between liquid-based precipitation processes considered as traditional processes, and newer dry processes such as flame- or plasma assisted particle synthesis. Life cycle inventory was achieved using the emissions of CO2equivalents
211and energy balances as indicators. Emergence of new nanoparticulate materials repeatedly speculated than dry processes are more economic and environmentally friendlier that their wet counterparts due to fewer process steps. But indeed, in terms of energy requirement, product composition strongly influences the selection of the
preferred method of manufacturing. The study focused on titania and zirconia nanoparticles. CO2 emission for TiO2 production was estimated to 4 kg kg
1
TiO2 starting from titanium
tetrachloride and to 15 kg kg
1
TiO2starting from titanium isopropoxide. For zirconia, these numbers are 5 and 9 kg kg
1
respectively. The authors of this study concluded that what they called traditional wet processes based on salts (chlorides or sulfates) excel in terms of efficiency over dry processes based on organic precursors, especially for metal oxide nanoparticles of
light elements with high valency. The purpose of this analysis that was to compare energy consumption during nanoparticle production, indeed demonstrated the importance of the choice of precursors in terms of energy requirements.
Through those selected examples, it is clear that sustainable development of nanotechnology will inevitably require incorporation of life cycle thinking to analyze the environmental impact of nanomanufacturing

Kết quả (Việt) 2:

Khi nói về '' sol-gel '', thuật ngữ '' khoa học '' thường được gắn liền với thuật ngữ '' công nghệ ''.
Ưu điểm chính của đường tổng hợp này là để cho phép dễ dàng tạo dáng của vật liệu oxit dựa cuối cùng, và quá trình sol-gel do vậy có vẻ như là một kỹ thuật quan trọng lỏng giai đoạn sản xuất trong những cái gọi là phương pháp tiếp cận từ dưới lên, cho một phạm vi rộng lớn của vật liệu nano (hạt, màng mỏng, sơn, màng, sợi hoặc các vật liệu rời).
Các văn học là khá khan hiếm về đánh giá vòng đời (LCA) của sol-gel các sản phẩm có nguồn gốc; Tuy nhiên nhiều nhà nghiên cứu, người ta đã giải quyết các khía cạnh chu kỳ cuộc sống của nanoproducts, đồng ý rằng giai đoạn sản xuất là một yếu
tố góp phần vào chu kỳ cuộc sống impacts.206
Các tác giả muốn để minh họa thông qua các ấn phẩm được lựa chọn, mà không bị giới hạn các trường hợp nghiên cứu của silica, phân tích hiện tại có thể được tìm thấy trên các tác động môi trường của nanomanufacturing methods.Indeed nhiều mối lo ngại về những ảnh hưởng sức khỏe con người và sinh thái của nanoproducts, nhưng ít được chú ý đến giai đoạn sản xuất. Sản xuất Top-down
phương pháp là phương pháp thông dụng nhất hiện nay cho nanoproducts, và nó thường được cho là công nghệ như có nhiều chất thải sản xuất mà từ dưới lên kỹ thuật, mà thường được coi là công cụ cuối cùng cho sản xuất bền vững khi họ cho phép thiết kế tùy chỉnh các phản ứng và các quá trình ở mức độ phân tử, do đó giảm thiểu chất thải không mong muốn.
206
Một đánh giá thú vị của một loạt các phương pháp sản xuất công nghệ nano (lắng đọng hơi hóa học (CVD), lắng đọng hơi vật lý (PVD), ngọn lửa hỗ trợ lắng đọng, chất rắn gel, lượng mưa và in thạch bản) đã được công bố.
207
Sol-gel
quá trình thực hiện rất thỏa đáng về chi phí lắp đặt thiết bị, vì nó liên quan đến quy trình công nghệ hóa học khá cơ bản (ví dụ như so với in thạch bản) và năng lượng đầu vào (được coi là thấp). Tiềm năng cho phát thải hạt nano trong giai đoạn sản xuất được ước tính thấp đến trung bình liên quan đến nơi làm việc kể từ khi quá trình này diễn ra trong môi trường lỏng, nhưng cũng thấp đến trung bình liên quan đến môi trường từ xả vật liệu nano là phương tiện truyền thông possiblevia quá trình ô nhiễm và nước thải. Tuy nhiên nó được nhận thấy rằng xả có thể được tinh sạch bằng công nghệ thích hợp.
Trong việc sử dụng sản phẩm, tiềm năng cho phát hành của các hạt nano là thấp nếu các hạt nano được gói gọn trong sản phẩm cuối cùng trong một lớp cố định và trung bình nếu sản phẩm cuối cùng cho thấy không có lâu dài ổn định.
Trong quá trình nghiên cứu này, đánh giá vòng đời (LCA) đã được thực hiện cũng để mô tả những tiềm năng hiệu quả của các quá trình sinh thái lớp phủ nano dựa trên công nghệ.
208
nghiên cứu điểm này ăn mòn lớp phủ bảo vệ có liên quan về nhôm. Ăn mòn
phòng có liên quan về kinh tế cũng như sinh thái cao.
209
On nhôm, công nghệ sơn thông thường yêu cầu sử dụng của crom và crom (VI) muối được biết đến gây ung thư của con người. Một công nghệ phủ nano mới được phát triển dựa trên công nghệ sol-gel được so sánh với lớp phủ thông thường, chẳng hạn như đường nước, dung môi, và áo bột sơn công nghiệp. Trong trường hợp này, các
lớp phủ sol-gel là một polymer hữu cơ hybrid-vô cơ, dựa trên organosilanes. Việc đánh giá được thực hiện cho toàn bộ vòng đời của dầu bóng, bao gồm cả mặt trước điều trị: khai thác nguyên liệu, sản xuất của các thành phần cơ bản, sản xuất sơn, bề mặt trước khi điều trị, véc ni, giai đoạn ứng dụng giai đoạn sử dụng, xử lý / tái chế. Các kết luận của nghiên cứu này là lớp phủ sol-gel dựa trên cho thấy tiềm năng to lớn cho một mức độ rất cao của việc cải thiện hiệu quả sinh thái đối với tất cả các khí thải và tác động môi trường (VOCs, khí nhà kính) với. Nó cũng cho phép một quá trình tiền xử lý bề mặt đơn giản, tránh Chromating.
Ngoài ra, cùng một mức độ chức năng có thể đạt được cho độ dày thấp hơn nhiều. Công nghệ Sol-gel cũng là quan trọng đối với sản xuất hạt nano mà tồn tại một đề nghị lớn của hầu hết các thành phần với giá hơn và cạnh tranh hơn. Nhưng mức giá thấp hơn yêu cầu phân tích cẩn thận hơn về nhu cầu năng lượng trong quá trình có thể, và có thể cho phép cả hai sự lựa chọn an toàn về mặt kinh tế và sinh thái
của các công nghệ cần thiết. Một cuộc đối đầu thú vị đã được công bố
210 giữa các quá trình kết tủa chất lỏng dựa trên coi như quy trình truyền thống, và các quá trình khô mới hơn như tổng hợp hạt hỗ trợ sinh lửa, sinh plasma. Hàng tồn kho chu kỳ cuộc sống đã đạt được bằng cách sử dụng khí thải của CO2equivalents
211and cân đối năng lượng như các chỉ số. Sự xuất hiện của vật liệu nanoparticulate mới liên tục suy đoán là các quy trình khô này kinh tế và thân thiện với môi trường mà các đối tác của họ ướt do quá trình bước ít hơn. Nhưng thực sự, về nhu cầu năng lượng, thành phần sản phẩm có ảnh hưởng mạnh mẽ việc lựa chọn các
phương pháp ưa thích của sản xuất. Nghiên cứu này tập trung vào titanic và zirconia hạt nano. Khí thải CO2 để sản xuất TiO2 được ước tính 4 kg kg
? 1
TiO2 từ titan
tetraclorua và 15 kg kg
? 1
TiO2starting từ titan isopropoxide. Đối với zirconia, những con số này là 5 và 9 kg kg
? 1
tương ứng. Các tác giả của nghiên cứu này đã kết luận rằng những gì họ gọi là quá trình ướt truyền thống dựa trên các muối (clorua hay sunfat) vượt trội về hiệu quả các quá trình khô dựa trên tiền chất hữu cơ, đặc biệt là cho các hạt nano oxit kim loại của
các yếu tố ánh sáng có hóa trị cao. Mục đích của phân tích này là so sánh mức tiêu thụ năng lượng trong quá trình sản xuất hạt nano, thực sự đã chứng minh tầm quan trọng của sự lựa chọn của tiền chất về nhu cầu năng lượng.
Thông qua những ví dụ được chọn, nó là rõ ràng rằng sự phát triển bền vững của công nghệ nano chắc chắn sẽ đòi hỏi phải kết hợp của chu kỳ cuộc sống suy nghĩ để phân tích các tác động môi trường của nanomanufacturing