Environmental Science
La chimica ambientale usa la chimica inorganica per capire come funziona l’ambiente incontaminato, quali sostanze chimiche in quali concentrazioni sono presenti in natura, e con quali effetti. Identificano anche gli effetti degli additivi, come i fertilizzanti, sui processi naturali. La U.S. Environmental Protection Agency e altre agenzie rilevano e identificano la natura e la fonte degli inquinanti.
Le aziende che si concentrano nella scienza ambientale includono CH2M Hill, Bechtel, Veolia, URS Corporation, Black & Veatch, Tetra Tech, Energy Solutions, e agenzie governative come la U.S. Environmental Protection Agency (EPA). Queste aziende studiano i fenomeni chimici e biochimici che si verificano nei luoghi naturali. Usano la chimica atmosferica, acquatica e del suolo, così come la chimica analitica.
Fibre e plastica
Le fibre sono materiali che sono filamenti continui o pezzi discreti allungati, simili a lunghezze di filo. Sono importanti per una varietà di applicazioni, incluso il tenere insieme i tessuti sia nelle piante che negli animali. Ci sono molti tipi diversi di fibre, tra cui fibre tessili, fibre naturali e fibre sintetiche o prodotte dall’uomo come cellulosa, minerali, polimeri e microfibre. Le fibre possono essere filate in filamenti, stringhe o corde; usate come componente di materiale composito; o accoppiate in fogli per fare prodotti come la carta. Le fibre sono spesso usate nella fabbricazione di altri materiali. I materiali ingegneristici più forti sono generalmente realizzati come fibre, per esempio, la fibra di carbonio e il polietilene ad altissimo peso molecolare. Le fibre sintetiche possono spesso essere prodotte a basso costo e in grandi quantità rispetto alle fibre naturali, ma le fibre naturali hanno benefici in alcune applicazioni, specialmente per l’abbigliamento.
La plastica è una qualsiasi di una vasta gamma di solidi organici sintetici o semisintetici usati nella fabbricazione di prodotti industriali. Le materie plastiche sono tipicamente polimeri di alta massa molecolare e possono contenere altre sostanze per migliorare le prestazioni e/o ridurre i costi di produzione. I monomeri della plastica sono composti organici naturali o sintetici.
Le termoplastiche sono plastiche che non subiscono cambiamenti chimici nella loro composizione quando vengono riscaldate e quindi possono essere modellate più volte; esempi sono il polietilene, il polipropilene, il polistirene, il cloruro di polivinile e il politetrafluoroetilene. Le materie prime necessarie per produrre la maggior parte di queste plastiche provengono dal petrolio e dal gas naturale.
A causa del loro costo relativamente basso, della facilità di fabbricazione, della versatilità e dell’impermeabilità all’acqua, le plastiche sono usate in una vasta gamma di prodotti, dalle graffette alle astronavi. Tuttavia, queste stesse proprietà le rendono persistenti oltre la loro utilità, quindi molto lavoro attuale è focalizzato sulla realizzazione di versioni fotodegradabili o altre versioni più ecologiche.
Esempi di aziende che si concentrano in fibre e plastiche sono Albemarle, Bayer, Celanese, The Dow Chemical Company, Eastman Chemical Company e DuPont,
Microchip
La chimica e la scienza dei materiali permettono la produzione di elettronica inorganica con strati e interfacce altamente ordinate che i materiali organici e polimerici non possono fornire. Un circuito integrato o un circuito integrato monolitico (chiamato anche IC, chip o microchip) è un circuito elettronico prodotto dalla deposizione modellata (o diffusione) di elementi traccia sulla superficie di un sottile substrato di materiale semiconduttore. Ulteriori materiali sono depositati e modellati per formare interconnessioni tra i dispositivi a semiconduttore.
I circuiti integrati sono usati oggi praticamente in tutte le apparecchiature elettroniche e hanno rivoluzionato la società. Computer, telefoni cellulari e altri apparecchi digitali sono ora parti inestricabili della struttura delle società moderne, rese possibili dal basso costo di produzione dei circuiti integrati.
I circuiti integrati sono anche in fase di sviluppo per applicazioni sensoristiche in impianti medici e altri dispositivi bioelettronici. Questi ambienti richiedono speciali strategie di tenuta per evitare la corrosione o la biodegradazione dei materiali semiconduttori esposti.
Esempi di aziende che si concentrano sui microchip sono Intel, Hitachi, AMD, Agilent, Alcatel-Lucent, STMicroelectronics, IBM, Texas Instruments, Rohm Semiconductor e Samsung Semiconductor,
Mineria, minerali e metalli
L’estrazione comporta l’estrazione di minerali preziosi o altri materiali geologici dalla terra o da un corpo minerario, una vena o un filone. I materiali recuperati dall’estrazione possono includere metalli di base, metalli preziosi, ferro, uranio, carbone, diamanti, calcare, scisti bituminosi, salgemma e potassa. Qualsiasi materiale che non può essere coltivato attraverso processi agricoli o creato in laboratorio o in fabbrica proviene dall’estrazione mineraria. In senso più ampio, l’estrazione mineraria comprende l’estrazione di qualsiasi risorsa non rinnovabile (ad es, petrolio, gas naturale o anche acqua) per uso umano.
Esempi di aziende che si concentrano nell’estrazione di minerali e metalli sono BHP Billiton, Vale, RioTinto, Shenhua Group, Suncor, Glencore e Barrick.
Pittura, pigmento e rivestimenti
Un pigmento è un materiale che cambia il colore della luce riflessa o trasmessa come risultato dell’assorbimento selettivo della lunghezza d’onda. I pigmenti sono classificati come organici (derivati da fonti vegetali o animali) o inorganici (derivati da sali o ossidi metallici).
I pigmenti sono usati per colorare vernici, inchiostro, plastica, tessuti, cosmetici, cibo e altri materiali. La maggior parte dei pigmenti usati nella produzione e nelle arti visive sono coloranti inorganici secchi, solitamente macinati in una polvere fine. Questa polvere viene aggiunta a un veicolo (o legante), che è un materiale relativamente neutro o incolore che sospende il pigmento e dà alla vernice la sua adesione.
Esempi di aziende che si concentrano in vernici, pigmenti e rivestimenti sono Continental Chemical, Lintech International, Shepherd Chemical Company, DuPont, The Valspar Corporation e Glidden Paints (una divisione di PPG Industries).