6 ekspertów przewiduje wielkie trendy w chemii na rok 2023
Chemicy ze środowisk akademickich i przemysłowych dyskutują o tym, co trafi na pierwsze strony gazet w przyszłym roku
Źródło: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, DYREKTOR TECHNOLOGICZNY, NANOTECH ENERGY I ELEKTROCHEMIK, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES
Źródło: dzięki uprzejmości Mahera El-Kady
„Aby wyeliminować naszą zależność od paliw kopalnych i zmniejszyć emisję dwutlenku węgla, jedyną realną alternatywą jest elektryfikacja wszystkiego, od domów po samochody.W ciągu ostatnich kilku lat dokonaliśmy przełomu w opracowywaniu i produkcji akumulatorów o większej mocy, które mają radykalnie zmienić sposób, w jaki podróżujemy do pracy oraz odwiedzamy przyjaciół i rodzinę.Aby zapewnić całkowite przejście na energię elektryczną, nadal wymagana jest dalsza poprawa gęstości energii, czasu ładowania, bezpieczeństwa, recyklingu i kosztów za kilowatogodzinę.Można spodziewać się dalszego rozwoju badań nad akumulatorami w 2023 r., wraz z rosnącą liczbą chemików i materiałoznawców współpracujących ze sobą, aby pomóc wprowadzić więcej samochodów elektrycznych na drogi”.
KLAUS LACKNER, DYREKTOR, CENTRUM UJEMNEJ EMISJI WĘGLA, UNIWERSYTET STANOWY W ARIZONIE
Źródło: Arizona State University
„Od COP27 [międzynarodowej konferencji środowiskowej, która odbyła się w listopadzie w Egipcie], cel klimatyczny 1,5°C stał się nieuchwytny, co podkreśla potrzebę usuwania dwutlenku węgla.Dlatego rok 2023 przyniesie postęp w technologiach bezpośredniego przechwytywania z powietrza.Zapewniają skalowalne podejście do negatywnych emisji, ale są zbyt drogie dla gospodarki odpadami węglowymi.Jednak bezpośrednie przechwytywanie powietrza może zacząć się od małych i rosnąć raczej w liczbie niż w rozmiarze.Podobnie jak panele słoneczne, urządzenia do bezpośredniego przechwytywania powietrza mogą być produkowane masowo.Masowa produkcja wykazała redukcje kosztów o rzędy wielkości.Rok 2023 może rzucić okiem na to, która z proponowanych technologii może skorzystać z redukcji kosztów nieodłącznie związanej z produkcją masową”.
RALPH MARQUARDT, DYREKTOR DS. INNOWACYJNOŚCI, EVONIK INDUSTRIES
Źródło: Evonik Industries
„Zatrzymanie zmian klimatycznych to wielkie zadanie.Może odnieść sukces tylko wtedy, gdy użyjemy znacznie mniej zasobów.Do tego niezbędna jest prawdziwa gospodarka o obiegu zamkniętym.Wkład przemysłu chemicznego w to obejmuje innowacyjne materiały, nowe procesy i dodatki, które pomagają utorować drogę do recyklingu produktów, które zostały już wykorzystane.Sprawiają, że recykling mechaniczny jest bardziej wydajny i umożliwia sensowny recykling chemiczny, nawet wykraczający poza podstawową pirolizę.Przekształcanie odpadów w cenne materiały wymaga specjalistycznej wiedzy z branży chemicznej.W rzeczywistym cyklu odpady poddawane są recyklingowi i stają się cennymi surowcami do nowych produktów.Jednak musimy być szybcy;nasze innowacje są potrzebne teraz, aby umożliwić gospodarkę o obiegu zamkniętym w przyszłości”.
SARAH E. O'CONNOR, DYREKTOR ZAKŁADU BIOSYNTEZY PRODUKTÓW NATURALNYCH, INSTYTUT EKOLOGII CHEMICZNEJ MAXA PLANCKA
Źródło: Sebastian Reuter
„Techniki „-omiki” są wykorzystywane do odkrywania genów i enzymów wykorzystywanych przez bakterie, grzyby, rośliny i inne organizmy do syntezy złożonych produktów naturalnych.Te geny i enzymy można następnie wykorzystać, często w połączeniu z procesami chemicznymi, do opracowania przyjaznych dla środowiska biokatalitycznych platform produkcyjnych dla niezliczonych cząsteczek.Możemy teraz wykonać „-omiki” na pojedynczej komórce.Przewiduję, że zobaczymy, jak transkryptomika i genomika pojedynczych komórek zrewolucjonizują szybkość znajdowania tych genów i enzymów.Co więcej, możliwa jest teraz metabolomika pojedynczych komórek, co pozwala nam mierzyć stężenie substancji chemicznych w poszczególnych komórkach, dając nam znacznie dokładniejszy obraz tego, jak komórka funkcjonuje jako fabryka chemiczna”.
RICHMOND SARPONG, CHEMIK ORGANICZNY, UNIWERSYTET KALIFORNIA, BERKELEY
Źródło: Niki Stefanelli
„Lepsze zrozumienie złożoności cząsteczek organicznych, na przykład, jak rozróżnić złożoność strukturalną od łatwości syntezy, będzie nadal pojawiać się dzięki postępom w uczeniu maszynowym, co również doprowadzi do przyspieszenia optymalizacji i przewidywania reakcji.Te postępy przyczynią się do nowych sposobów myślenia o dywersyfikacji przestrzeni chemicznej.Jednym ze sposobów na to jest wprowadzanie zmian na obrzeżach cząsteczek, a innym jest wpływanie na zmiany w rdzeniu cząsteczek poprzez edytowanie szkieletów cząsteczek.Ponieważ rdzenie cząsteczek organicznych składają się z silnych wiązań, takich jak wiązania węgiel-węgiel, węgiel-azot i węgiel-tlen, wierzę, że będziemy świadkami wzrostu liczby metod funkcjonalizacji tego typu wiązań, zwłaszcza w układach nienaprężonych.Postępy w katalizie fotoredoks prawdopodobnie przyczynią się również do nowych kierunków w edycji szkieletu”.
ALISON WENDLANDT, CHEMIK ORGANICZNY, INSTYTUT TECHNOLOGII MASSACHUSETTS
Źródło: Justin Knight
„W 2023 r. chemicy organiczni będą nadal dążyć do skrajności selektywności.Przewiduję dalszy rozwój metod edycyjnych oferujących precyzję na poziomie atomu oraz nowe narzędzia do dostosowywania makrocząsteczek.Nadal inspiruje mnie integracja niegdyś sąsiadujących ze sobą technologii w zestawie narzędzi chemii organicznej: narzędzia biokatalityczne, elektrochemiczne, fotochemiczne i wyrafinowane narzędzia data science stają się coraz bardziej standardowe.Spodziewam się, że metody wykorzystujące te narzędzia będą dalej kwitły, przynosząc nam chemię, o której nigdy nie marzyliśmy”.
Uwaga: Wszystkie odpowiedzi zostały wysłane pocztą elektroniczną.
Czas postu: 07-02-2023