THE CHEMISTRY OF SUSTAINABLE MATERIALS FOR CIRCULAR ECONOMY
Keywords:
Biopolymers, Green catalysis, Valorization, Sustainable nanomaterials, Life cycleAbstract
DOI: https://doi.org/10.46296/yc.v9i16.0630
This narrative review examines the fundamental role of chemistry in the development of sustainable materials and the promotion of circular economy. Through a comprehensive analysis of recent scientific literature, significant advances are identified in three main areas: bio-based materials and sustainable polymers, recycled materials and waste valorization, and advanced nanomaterials. The study highlights how innovative chemical strategies, including design for recyclability, sustainable catalysis, and life cycle assessment, are transforming production processes and facilitating the transition towards more circular models. Despite progress, technical and economic challenges persist that limit the widespread implementation of sustainable materials, such as difficulties in industrial scaling and high initial costs. However, emerging innovations in nanotechnology, digitalization, and intersectoral collaborations offer promising opportunities to overcome these obstacles. The research emphasizes the need to strengthen collaboration between academia, industry, and government, increase funding for research, and promote specialized education in sustainability to move towards a future where chemistry not only mitigates negative impacts but also generates regenerative solutions for a truly circular economy.
Keywords: Biopolymers, Green catalysis, Valorization, Sustainable nanomaterials, Life cycle.
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Aguirregabiria Barturen, J., & García Olalla, A. M. (2020). Aprendizaje basado en proyectos y desarrollo sostenible en el Grado de Educación Primaria. Enseñanza de las Ciencias. Revista de investigación y experiencias didácticas, 38(2), 5–24. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.2717
Alarcón, R. F. H., Valle, B. M., & Ros, J. N. (2024). Método de gestión de requisitos para promover la sostenibilidad en DevOps: CRETS4DevOps. Anais do XXVII Congresso Ibero-Americano em Engenharia de Software (CIbSE 2024), 340–347. https://doi.org/10.5753/cibse.2024.28459
Alonso-Almeida, M. D. M., & Celemín-Pedroche, M. S. (2016). Competitiveness and sustainability of tourist destinations. ESIC Market Economics and Business Journal, 47(2), 275–289. https://doi.org/10.7200/esicm.154.0472.3
Álvarez Nieto, C., López-Medina, I. M., Linares-Abad, M., Grande-Gascón, M. L., & Álvarez-García, C. (2017). Currículum enfermero y estrategias pedagógicas en materia de sostenibilidad medioambiental en los procesos de salud y cuidado. Enfermería Global, 16(3), 651. https://doi.org/10.6018/eglobal.16.3.243151
Arias-Valle, M. B., Marimón, F., Coria-Augusto, C. J., & Apaza-Canquín, A. E. (2024). Perspectivas sobre la Sostenibilidad en la Educación Superior: Un análisis comparativo entre Argentina, España y Perú. Revista de Investigación en Educación, 22(3), 604–620. https://doi.org/10.35869/reined.v22i3.5768
Barbecho Benavides, J. J., Angumba Aguilar, P. J., Francisco Cazorla, J., & Quesada Molina, J. F. (2022). Indicadores de sostenibilidad urbana para la ciudad de Cuenca: Desechos residenciales sólidos y de construcción. ConcienciaDigital, 5(1.2), 27–45. https://doi.org/10.33262/concienciadigital.v5i1.2.2084
Bernal Párraga, A. P., Jaramillo Rodriguez, V. A., Correa Pardo, Y. C., Andrade Aviles, W. A., Cruz Gaibor, W. A., & Constante Olmedo, D. F. (2024). Metodologías Activas Innovadoras de Aprendizaje aplicadas al Medioambiente En Edades Tempranas desde el Área de Ciencias Naturales. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(4), 2892–2916. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i4.12536
Cardoso Neto, N., Reis, C., & Weise, L. S. (2024). Comunicación sistémica entre sostenibilidad y derecho. DRd - Desenvolvimento Regional em debate, 14, 59–70. https://doi.org/10.24302/drd.v14.4823
Carguacundo Ávila, F. L., Chapal Cacuango, M. E., Suin Guaraca, A. M., Magyori Alvarez, M., & Libicota González, L. J. (2024). Análisis Crítico del Calentamiento Global y la Educación Ambiental en el Currículo Secundario. Ciencia Latina Revista Científica Multidisciplinar, 8(5), 2442–2452. https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.13710
Carvajal Rivadeneira, D. D., Ponce Reyes, F. S., Sornoza-Parrales, D., Pincay Pilay, M., Antonio, Q. S., & Miller Zavala, J. H. (2023). Elementos básicos de la investigación científica: ISBN: 978-9942-846-51-8. EDITORIAL INTERNACIONAL RUNAIKI, 1–75.
Cebrián Bernat, G., Moraleda, Á., Olano, J. X., Boqué, A., & Prieto, J. (2024). Las competencias en sostenibilidad del alumnado de educación secundaria según el género. Enseñanza de las Ciencias. Revista de investigación y experiencias didácticas, 42(1), 65–83. https://doi.org/10.5565/rev/ensciencias.5948
Chabowski, B. R., Gabrielsson, P., Hult, G. T. M., & Morgeson, F. V. (2025). Sustainable international business model innovations for a globalizing circular economy: A review and synthesis, integrative framework, and opportunities for future research. Journal of International Business Studies, 56(3), 383–402. https://doi.org/10.1057/s41267-023-00652-9
Chamorro Tapia, C. A. (2023). Sostenibilidad y gestión educativa: Implementación de prácticas eco-amigables en la administración de campus universitarios. Revista Política y Ciencias Administrativas, 2(2), 63–73. https://doi.org/10.62465/rpca.v2n2.2023.64
Dissanayake, D., Tilt, C. A., & Qian, W. (2021). How do public companies respond to national challenges through sustainability reporting? – The case of Sri Lanka. Qualitative Research in Accounting & Management, 18(4/5), 455–483. https://doi.org/10.1108/QRAM-06-2020-0088
Feitó Cespón, M., Cespón Castro, R., & Rubio Rodríguez, M. A. (2016). Modelos de optimización para el diseño sostenible de cadenas de suministros de reciclaje de múltiples productos. Ingeniare. Revista Chilena de Ingeniería, 24(1), 135–148. https://doi.org/10.4067/S0718-33052016000100013
Gallén Ortiz, M., & Peraita De Grado, C. (2016). Información de responsabilidad social corporativa y teoría institucional. Intangible Capital, 12(4), 942. https://doi.org/10.3926/ic.732
Giuffrida, M., & Mangiaracina, R. (2020). Green Practices for Global Supply Chains in Diverse Industrial, Geographical, and Technological Settings: A Literature Review and Research Agenda. Sustainability, 12(23), 10151. https://doi.org/10.3390/su122310151
Giuliodori, A., Berrone, P., & Ricart, J. E. (2023). Where smart meets sustainability: The role of Smart Governance in achieving the Sustainable Development Goals in cities. BRQ Business Research Quarterly, 26(1), 27–44. https://doi.org/10.1177/23409444221091281
González Masip, J., & Cuesta Valiño, P. (2018). De responsabilidad social a sostenibilidad corporativa: Una revisión actualizada. aDResearch ESIC International Journal of Communication Research, 17(17), 46–71. https://doi.org/10.7263/adresic-017-04
González Reverté, F. (2017). La investigación en el ámbito del turismo sostenible. Oikonomics, 7, 35–44. https://doi.org/10.7238/o.n7.1706
Gutiérrez-Rua, J., Posada-García, M. D., & González-Pérez, M. A. (2019). Prácticas de recursos humanos que impactan la estrategia de sostenibilidad ambiental. Innovar, 29(73), 11–24. https://doi.org/10.15446/innovar.v29n73.78008
Hernández-Pajares, J. (2017). Determinantes de información de sostenibilidad de empresas peruanas. CAPIC REVIEW, 15, 9–18. https://doi.org/10.35928/cr.vol15.2017.5
Hernández-Pajares, J. (2020). Relación entre el desempeño financiero y el desempeño de sostenibilidad: Evidencias de reportes del GRI en Perú. CAPIC REVIEW, 16, 1–14. https://doi.org/10.35928/cr.vol16.2018.77
Hinojosa Pérez, A. H., & Condori Cáceres, Y. (2023). Negocios y sostenibilidad con enfoque social y medioambiental. HUMAN REVIEW. International Humanities Review / Revista Internacional de Humanidades, 19(3), 1–9. https://doi.org/10.37467/revhuman.v19.4921
Hoyos, O., Duque, P., García, D., & Giraldo, S. (2022). Producción científica sobre economía verde y sostenibilidad: Una revisión de la investigación mundial. Revista Facultad de Ciencias Económicas, 30(2), 77–99. https://doi.org/10.18359/rfce.5846
Jayaweera, R., Nop, S., Karagianni, C., Waibel, M., & Schwede, D. (2022). Sustainable building arenas: Constructing a governance framework for a sustainability transition in Cambodia’s urban built environment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 1078(1), 012084. https://doi.org/10.1088/1755-1315/1078/1/012084
Jiménez Crisóstomo, A. (2020). Análisis de la sostenibilidad energética del transporte aéreo y su impacto en el turismo. Investigaciones Turísticas, 20, 31. https://doi.org/10.14198/INTURI2020.20.02
Jimenez-Fontana, R., & García-González, E. (2017). Visibilidad de la Educación Ambiental y la Educación para la Sostenibilidad en las publicaciones españolas sobre educación científica. Revista Eureka sobre enseñanza y divulgación de las ciencias, 14(1), 271–285. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2017.v14.i1.20
Köhler, J., Geels, F. W., Kern, F., Markard, J., Onsongo, E., Wieczorek, A., Alkemade, F., Avelino, F., Bergek, A., Boons, F., Fünfschilling, L., Hess, D., Holtz, G., Hyysalo, S., Jenkins, K., Kivimaa, P., Martiskainen, M., McMeekin, A., Mühlemeier, M. S., … Wells, P. (2019). An agenda for sustainability transitions research: State of the art and future directions. Environmental Innovation and Societal Transitions, 31, 1–32. https://doi.org/10.1016/j.eist.2019.01.004
Kuokkanen, A., & Yazar, M. (2018). Cities in Sustainability Transitions: Comparing Helsinki and Istanbul. Sustainability, 10(5), 1421. https://doi.org/10.3390/su10051421
Lages, L. F., Silva, G. M., Canhoto, A. I., Martinez, L. F., & Jahanmir, S. (2024). Balancing people, planet and profit: Export strategies for sustainable value creation. Sustainability Accounting, Management and Policy Journal, 15(4), 961–986. https://doi.org/10.1108/SAMPJ-09-2023-0687
Litardo, J. T., Ruiz, S. M., Martínez, L. S., & Wong, C. R. (2023). La relación sobre la importancia de incorporar la sostenibilidad y la responsabilidad social en el desarrollo de competencias docentes. South Florida Journal of Development, 4(10), 3815–3826. https://doi.org/10.46932/sfjdv4n10-006
López, M., Villagra, A., & Pandolfi, D. (2021). Heurística y metaheurísticas en la recolección de residuos tecnológicos. Informes Científicos Técnicos-UNPA, 13(3), 56–72.
Lorente Echeverría, S., Canales Lacruz, I., & Murillo-Pardo, B. (2023). Dar un paso: Un programa multidisciplinar para desarrollar competencias en sostenibilidad en futuros maestros/as de la Universidad de Zaragoza. Revista de educación ambiental y sostenibilidad, 5(2). https://doi.org/10.25267/Rev_educ_ambient_sostenibilidad.2022.v5.i2.2301
Madroñero-Palacios, S., & Guzmán-Hernández, T. (2018). Desarrollo sostenible. Aplicabilidad y sus tendencias. Revista Tecnología en Marcha, 31(3). https://doi.org/10.18845/tm.v31i3.3907
Maragita, M., Rahayu, A., & Indrawan, A. (2024). The Role of The Technopreneur In Overcoming Global Sustainability Challenges: A Mental Accounting Perspective. American Journal of Economics and Business Management, 7(8), 318–325. https://doi.org/10.31150/ajebm.v7i8.2881
Marjamaa, M., Salminen, H., Kujala, J., Tapaninaho, R., & Heikkinen, A. (2021). A Sustainable Circular Economy: Exploring Stakeholder Interests in Finland. South Asian Journal of Business and Management Cases, 10(1), 50–62. https://doi.org/10.1177/2277977921991914
Martí Selva, M. L., Puertas, R., & Calafat, C. (2019). La sostenibilidad en las universidades públicas valencianas: Una comparativa cronológica y con otros campus españoles. Proceedings INNODOCT/19. International Conference on Innovation, Documentation and Education, 1–8. https://doi.org/10.4995/INN2019.2019.10057
Martínez Ávila, M., & Valdés Medina, F. E. (2024). La sostenibilidad medioambiental en el ámbito de las instituciones educativas: Una revisión de modelos teóricos y empíricos. RIDE Revista Iberoamericana para la Investigación y el Desarrollo Educativo, 14(28). https://doi.org/10.23913/ride.v14i28.1754
Martínez Henao, J. A. (2020). Energía renovable y competitividad en la empresa Walmart México. Dictamen Libre, 26, 169–179. https://doi.org/10.18041/2619-4244/dl.26.6194
Martínez Lirola, M. (2018). La Enseñanza de la Justicia Ambiental en el Marco de la Educación para el Desarrollo Sostenible en la Universidad. Revista Internacional de Educación para la Justicia Social (RIEJS), 7(1), 53–68. https://doi.org/10.15366/riejs2018.7.1.003
Matschoss, K., Pietilä, M., Rask, M., & Suni, T. (2020). Co-creating transdisciplinary global change research agendas in Finland. European Journal of Futures Research, 8(1), 2. https://doi.org/10.1186/s40309-020-0162-3
Medina, M., Rojas, R., Bustamante, W., Loaiza, R., Martel, C., & Castillo, R. (2023). Metodología de la investigación: Técnicas e instrumentos de investigación (1a ed.). Instituto Universitario de Innovación Ciencia y Tecnología Inudi Perú. https://doi.org/10.35622/inudi.b.080
Milanés Montero, P., Pérez Calderón, E., & Ortega Rossell, F. J. (2012). Factores determinantes del nivel de compromiso medioambiental voluntario adquirido por los hoteles cotizados europeos. Contaduría y Administración, 57(4). https://doi.org/10.22201/fca.24488410e.2012.169
Molina Neira, B. A. (2018). La incorporación de la cultura y el patrimonio en el desarrollo sostenible: Desafíos y posibilidades. Revista humanidades. https://doi.org/10.15517/h.v8i1.31465
Muner, M. L. O. D., & Garcia, A. R. (2020). Percepción Global de los Gestores Académicos, Alumnos y Profesores Sobre la Sostenibilidad y sus Relaciones con la Salud en el Curso de Medicina en el Sudeste de Brasil. Revista Brasileira de Educação Médica, 44(4), e175. https://doi.org/10.1590/1981-5271v44.4-20190279.esp
Naidu, T., & Ramani, S. (2024). Transforming global health professions education for sustainability. Medical Education, 58(1), 129–135. https://doi.org/10.1111/medu.15149
Núñez, J. C. G., Reyes, V. M., Brunett, G. A. H., Navarrete, C. A. D., Lujan, V. W. R., & Morales, A. G. S. (2020). Análisis de la sostenibilidad de una empresa de caña de azúcar en Ecuador. Research, Society and Development, 9(11), e76091110538. https://doi.org/10.33448/rsd-v9i11.10538
Olosutean, H., & Cerciu, M. (2022). Water Sustainability in the Context of Global Warming: A Bibliometric Analysis. Sustainability, 14(14), 8349. https://doi.org/10.3390/su14148349
Orcasita-Cordoba, S. L., Lizcano-Prada, J., & Lombana-Coy, J. (2020). Estándares de sostenibilidad en los agronegocios: Una revisión de las líneas de estudio en la literatura académica. Clío América, 14(28), 517–530. https://doi.org/10.21676/23897848.4043
Pereira, L., Frantzeskaki, N., Hebinck, A., Charli-Joseph, L., Drimie, S., Dyer, M., Eakin, H., Galafassi, D., Karpouzoglou, T., Marshall, F., Moore, M.-L., Olsson, P., Siqueiros-García, J. M., Van Zwanenberg, P., & Vervoort, J. M. (2020). Transformative spaces in the making: Key lessons from nine cases in the Global South. Sustainability Science, 15(1), 161–178. https://doi.org/10.1007/s11625-019-00749-x
Portocarrero Sierra, L., Vanegas López, J. G., Restrepo Morales, J. A., & Aguilar Barreto, A. J. (2023). Escala de medición para la evaluación de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en proyectos de inversión pública. El caso del Proyecto Morro de Moravia en Medellín, Colombia. Cuadernos de Administración, 36. https://doi.org/10.11144/Javeriana.cao36.emeod
Pranugrahaning, A., Donovan, J. D., Topple, C., & Masli, E. K. (2023). Exploring Corporate Sustainability in the Insurance Sector: A Case Study of a Multinational Enterprise Engaging with UN SDGs in Malaysia. Sustainability, 15(11), 8609. https://doi.org/10.3390/su15118609
Quiñonez Alvarado, E. S., & Estrada Carrera, F. M. L. (2021). ¿Se está produciendo una educación basada en el desarrollo sostenible en Latinoamérica? E-IDEA 4.0 Revista Multidisciplinar, 3(8). https://doi.org/10.53734/mj.vol3.id183
Rahmat, T., & Apriliani, D. (2023). Model of Global HR Development and Green Economy Diplomacy: Strengthening Global Environmental Governance in Indonesia. Journal of Law and Sustainable Development, 11(11), e404. https://doi.org/10.55908/sdgs.v11i11.404
Reyes Rojas, G. E. (2018). El fenómeno del consumismo y sus desafíos para la mejora del medio ambiente. Documentos de trabajo Areandina, 1. https://doi.org/10.33132/26654644.1265
Robina-Ramírez, R., & Moreno Luna, L. (2020). Gestión de políticas de sostenibilidad en organizaciones académicas: El caso de la Universidad de Extremadura. Revista Internacional de Organizaciones, 24, 63–90. https://doi.org/10.17345/rio24.63-90
Sanchez-Vargas, D. Y. (2019). Infraestructuras de Confianza y Sostenibilidad Una mirada a las relaciones entre sostenibilidad y estandarización en la política internacional de producción cafetera. Jangwa Pana, 18(2), 214–231. https://doi.org/10.21676/16574923.3007
Scarpellini, S., Portillo-Tarragona, P., Marco-Fondevila, M., Marín-Vinuesa, L. M., Valero-Gil, J., Llera-Sastresa, E. M., Zabalza-Bribián, I., Llena-Macarulla, F., & Aranda-Usón, J. A. (2019). Píldoras de economía circular en el aula para la enseñanza aplicada en sostenibilidad medioambiental. Aprendizaje, Innovación y Cooperación como impulsores del cambio metodológico, 268–272. https://doi.org/10.26754/CINAIC.2019.0060
Serrate González, S., Martín Lucas, J., Caballero Franco, D., & Muñoz Rodríguez, J. M. (2019). Responsabilidad universitaria en la implementación de los objetivos de desarrollo sostenible. European Journal of Child Development, Education and Psychopathology, 7(2), 183. https://doi.org/10.30552/ejpad.v7i2.119
Sornoza-Parrales, D., Vera Pisco, D., Pincay Pilay, M. M., & Parrales Poveda, M. L. (2025). Bibliometric Analysis of IoT-Based Technologies for Health Monitoring: Trends, Impact, and Key Findings (2014-2024). Salud, Ciencia y Tecnología, 5, 1060. https://doi.org/10.56294/saludcyt20251060
Valderrama-Hernández, R., Alcántara Rubio, L., Sánchez Carracedo, F., Caballero Franco, D., Serrate González, S., Gil-Doménech, D., Vidal-Raméntol, S., & Miñano, R. (2019). ¿Forma en sostenibilidad el sistema universitario español? Visión del alumnado de cuatro universidades. Educación XX1, 23(1). https://doi.org/10.5944/educxx1.23420
Van Zanten, J. A., & Van Tulder, R. (2018). Multinational enterprises and the Sustainable Development Goals: An institutional approach to corporate engagement. Journal of International Business Policy, 1(3–4), 208–233. https://doi.org/10.1057/s42214-018-0008-x
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