د. مازن إسماعيل محمد
الكيمياء التوافقية تمثل نهجًا ثوريًا في مجال الكيمياء الخضراء يهدف إلى تعزيز الاستدامة وتقليل التأثير البيئي لعمليات التصنيع الكيميائي. تعتمد على تصميم جزيئات أو مركبات كيميائية متعددة الوظائف أو مرنة في استخدامها، مما يقلل الحاجة إلى استخدام مواد كيميائية كثيرة ويحد من النفايات الناتجة عن هذه العمليات. وتتمثل أبرز أهداف الكيمياء التوافقية في تقليل الاعتماد على المذيبات السامة، تحسين كفاءة التفاعلات الكيميائية، وتشجيع استخدام مواد خام متجددة وصديقة للبيئة، مما يجعلها خيارًا مستدامًا في مجموعة واسعة من التطبيقات.
في مجال إنتاج الأدوية، تعتمد الكيمياء التوافقية على التفاعلات متعددة الخطوات التي تتيح تكوين جزيئات دوائية معقدة في خطوة واحدة، مثل تفاعل Biginelli الذي ينتج مركبات فعالة دوائيًا. أما في الصناعات البلاستيكية الحيوية، يتم تطوير بوليمرات متوافقة حيويًا باستخدام مواد خام متجددة مثل حمض اللاكتيك لإنتاج PLA كبديل للبلاستيك التقليدي. كما تُظهر المحفزات المتعددة الوظائف قيمة كبيرة، حيث يمكن تصميم محفزات قادرة على تحفيز أكثر من تفاعل في وقت واحد، مثل محفزات زيبوليت التي تُستخدم لتحويل المواد الخام الهيدروكربونية إلى وقود أو مواد كيميائية أخرى. وفي مجال معالجة المياه، تُستخدم مواد متعددة الوظائف لتنقية المياه وإزالة الملوثات مثل المعادن الثقيلة باستخدام أكسيد التيتانيوم في تقنيات الأكسدة الضوئية. بالإضافة إلى ذلك، تستفيد التفاعلات الحيوية من الإنزيمات والكائنات الحية الدقيقة لتحفيز التفاعلات الكيميائية، مثل إنتاج الإيثانول من السكر باستخدام الخميرة.
تُعد الكيمياء التوافقية جزءًا لا يتجزأ من الكيمياء الخضراء، حيث تسهم في تحقيق تحول نحو مستقبل أكثر استدامة من خلال تقليل التلوث وتحسين استهلاك الموارد وتعزيز كفاءة العمليات. هذه الأدوات والابتكارات لا تعكس فقط تقدمًا علميًا وتقنيًا، بل تسهم أيضًا في خلق عالم أكثر توافقًا مع الطبيعة وأكثر انسجامًا مع مبادئ الاستدامة.
