Akademinės bendruomenės ir pramonės chemikai aptaria, kas kitais metais pateks į antraštes

6 ekspertai prognozuoja svarbiausias chemijos tendencijas 2023 m.

Akademinės bendruomenės ir pramonės chemikai aptaria, kas kitais metais pateks į antraštes

Nuotrauka: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, VYRIAUSIASIS TECHNOLOGIJŲ PAREIGŪNAS, NANOTEKŲ ENERGIJOS IR ELEKTROCHEMIKAS, KALIFORNIJOS UNIVERSITETAS, LOS ANDŽELAS

Nuotrauka: Maher El-Kady sutikimu

„Siekiant panaikinti mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro ir sumažinti anglies dioksido išmetimą, vienintelė reali alternatyva yra elektrifikuoti viską – nuo ​​namų iki automobilių. Per pastaruosius kelerius metus patyrėme didelių proveržių kuriant ir gaminant galingesnes baterijas, kurios, kaip tikimasi, dramatiškai pakeis mūsų kelionių į darbą ir draugų bei šeimos lankymo būdą. Norint užtikrinti visišką perėjimą prie elektros energijos, vis dar reikia toliau gerinti energijos tankį, įkrovimo laiką, saugą, perdirbimą ir kainą už kilovatvalandę. Galima tikėtis, kad 2023 m. baterijų tyrimai toliau augs, nes vis daugiau chemikų ir medžiagų mokslininkų dirbs kartu, kad padėtų daugiau elektromobilių važiuoti keliais.“

KLAUS LACKNER, ARIZONOS VALSTYBINIO UNIVERSITETO NEIGIAMŲJŲ ANGLIES DIOKSIDO DIEKSO IŠMETIMO CENTRO DIREKTORIUS

Šaltinis: Arizonos valstijos universitetas

„Nuo COP27 [tarptautinės aplinkosaugos konferencijos, vykusios lapkričio mėnesį Egipte], 1,5 °C klimato kaitos tikslas tapo nepasiekiamas, pabrėžiant anglies dioksido šalinimo poreikį. Todėl 2023 m. bus pasiekta tiesioginio oro surinkimo technologijų pažanga. Jos suteikia keičiamo mastelio požiūrį į neigiamą išmetamųjų teršalų kiekį, tačiau yra per brangios anglies dioksido atliekų tvarkymui. Tačiau tiesioginio oro surinkimo technologijos gali prasidėti nuo mažų kiekių ir didėti, o ne dydžiu. Kaip ir saulės baterijos, tiesioginio oro surinkimo įrenginiai galėtų būti gaminami masiškai. Masinė gamyba parodė sąnaudų sumažėjimą keliais eilėmis. 2023 m. gali būti galima pamatyti, kurios iš siūlomų technologijų gali pasinaudoti masinei gamybai būdingu sąnaudų sumažėjimu.“

RALPH MARQUARDT, VYRIAUSIASIS INOVACIJŲ PAREIGŪNAS, „EVONIK INDUSTRIES“

Kreditas: „Evonik Industries“

„Sustabdyti klimato kaitą yra svarbi užduotis. Ji gali būti sėkminga tik tuo atveju, jei naudosime gerokai mažiau išteklių. Tam būtina tikra žiedinė ekonomika. Chemijos pramonės indėlis į tai apima novatoriškas medžiagas, naujus procesus ir priedus, kurie padeda perdirbti jau panaudotus produktus. Jie padidina mechaninio perdirbimo efektyvumą ir leidžia prasmingai perdirbti cheminį procesą net ir po pagrindinės pirolizės. Norint atliekas paversti vertingomis medžiagomis, reikia chemijos pramonės patirties. Tikrame cikle atliekos yra perdirbamos ir tampa vertingomis žaliavomis naujiems produktams. Tačiau turime būti greiti; mūsų inovacijos reikalingos dabar, kad ateityje būtų galima sukurti žiedinę ekonomiką.“

SARAH E. O'CONNOR, MAKSO PLANKO CHEMINĖS EKOLOGIJŲ INSTITUTO NATŪRALIŲ PRODUKTŲ BIOSINTEZĖS KADALIAUS DIREKTORĖ

Nuotrauka: Sebastianas Reuteris

„-omikos“ metodai naudojami genams ir fermentams, kuriuos bakterijos, grybai, augalai ir kiti organizmai naudoja sudėtingiems natūraliems produktams sintetinti, atrasti. Šie genai ir fermentai, dažnai kartu su cheminiais procesais, gali būti naudojami kuriant aplinkai nekenksmingas biokatalizinės gamybos platformas daugybei molekulių. Dabar „-omiką“ galime atlikti su viena ląstele. Spėju, kad pamatysime, kaip vienaląsčių transkriptomika ir genomika pakeis šių genų ir fermentų paieškos greitį. Be to, dabar įmanoma vienaląsčių metabolomika, leidžianti mums išmatuoti cheminių medžiagų koncentraciją atskirose ląstelėse, o tai suteikia daug tikslesnį vaizdą apie tai, kaip ląstelė veikia kaip chemijos gamykla.“

RICHMOND SARPONG, ORGANINIŲ MEDŽIAGŲ CHEMIKAS, KALIFORNIJOS UNIVERSITETAS, BERKLIS

Nuotrauka: Niki Stefanelli

„Geresnis organinių molekulių sudėtingumo supratimas, pavyzdžiui, kaip atskirti struktūrinį sudėtingumą nuo sintezės lengvumo, ir toliau atsiras dėl mašininio mokymosi pažangos, kuri taip pat pagreitins reakcijų optimizavimą ir prognozavimą. Ši pažanga paskatins naujus būdus galvoti apie cheminės erdvės diversifikavimą. Vienas iš būdų tai padaryti yra keisti molekulių periferiją, o kitas – paveikti molekulių branduolio pokyčius redaguojant molekulių skeletus. Kadangi organinių molekulių branduoliai susideda iš stiprių jungčių, tokių kaip anglies-anglies, anglies-azoto ir anglies-deguonies jungtys, manau, kad matysime šių tipų jungčių funkcionalizavimo metodų skaičiaus augimą, ypač neribotose sistemose. Fotoredokso katalizės pažanga taip pat greičiausiai prisidės prie naujų skeleto redagavimo krypčių.“

ALISON WENDLANDT, ORGANINĖ CHEMIKA, MASAČUSETSO TECHNOLOGIJŲ INSTITUTAS

Nuotrauka: Justin Knight

„2023 m. organinės chemijos specialistai ir toliau stengsis pasiekti selektyvumo ribas. Tikiuosi tolesnio redagavimo metodų, siūlančių atomų lygio tikslumą, taip pat naujų įrankių makromolekulių pritaikymui, augimo. Mane ir toliau įkvepia kadaise gretimų technologijų integravimas į organinės chemijos įrankių rinkinį: biokataliziniai, elektrocheminiai, fotocheminiai ir sudėtingi duomenų mokslo įrankiai tampa vis labiau standartiniu. Tikiuosi, kad metodai, naudojantys šiuos įrankius, dar labiau suklestės, suteikdami mums chemiją, kurios niekada neįsivaizdavome esant įmanoma.“

Pastaba: Visi atsakymai buvo išsiųsti el. paštu.