6 експертів прогнозують основні тенденції хімії на 2023 рік
Хіміки з академічних кіл та промисловості обговорюють, що стане головним подією наступного року
Авторство: Вілл Людвіг/C&EN/Shutterstock
МАХЕР ЕЛЬ-КАДІ, ГОЛОВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ДИРЕКТОР, НАНОТЕХНОЛОГІЧНА ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕЛЕКТРОХІМІК, КАЛІФОРНІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ, ЛОС-АНДЖЕЛЕС
Фото: Надано Махером Ель-Каді
«Щоб позбутися нашої залежності від викопного палива та зменшити викиди вуглецю, єдиною реальною альтернативою є електрифікація всього, від будинків до автомобілів. За останні кілька років ми пережили значні прориви в розробці та виробництві потужніших акумуляторів, які, як очікується, кардинально змінять те, як ми їздимо на роботу та відвідуємо друзів та родину. Щоб забезпечити повний перехід на електроенергію, все ще потрібні подальші покращення щільності енергії, часу перезарядки, безпеки, переробки та вартості кіловат-години. Можна очікувати подальшого розвитку досліджень акумуляторів у 2023 році, оскільки все більше хіміків та вчених-матеріалознавців працюватимуть разом, щоб допомогти вивести на дороги більше електромобілів».
КЛАУС ЛАКНЕР, ДИРЕКТОР ЦЕНТРУ НЕГАТИВНИХ ВИКИДІВ ВУГЛЕЦЮ, УНІВЕРСИТЕТ ШТАТУ АРИЗОНА
Авторство: Університет штату Аризона
«Станом на COP27 [міжнародну екологічну конференцію, що відбулася в листопаді в Єгипті], ціль щодо клімату в 1,5 °C стала недосяжною, що підкреслило необхідність видалення вуглецю. Тому 2023 рік стане свідком прогресу в технологіях прямого захоплення повітря. Вони забезпечують масштабований підхід до негативних викидів, але є занадто дорогими для управління вуглецевими відходами. Однак пряме захоплення повітря може починатися з малого та зростати в кількості, а не в розмірі. Так само, як і сонячні панелі, пристрої прямого захоплення повітря можуть вироблятися масово. Масове виробництво продемонструвало зниження витрат на порядки. 2023 рік може дати уявлення про те, які з запропонованих технологій можуть скористатися перевагами зниження витрат, властивого масовому виробництву».
РАЛЬФ МАРКВАРДТ, ГОЛОВНИЙ ДИРЕКТОР З ІННОВАЦІЙ, EVONIK INDUSTRIES
Авторство: Evonik Industries
«Зупинити зміну клімату – це важливе завдання. Воно може бути успішним лише за умови використання значно менших ресурсів. Для цього важлива справжня циркулярна економіка. Внесок хімічної промисловості в це включає інноваційні матеріали, нові процеси та добавки, які допомагають прокласти шлях для переробки продуктів, що вже були використані. Вони роблять механічну переробку ефективнішою та дозволяють здійснювати змістовну хімічну переробку навіть за межами базового піролізу. Перетворення відходів на цінні матеріали вимагає досвіду хімічної промисловості. У реальному циклі відходи переробляються та стають цінною сировиною для нових продуктів. Однак ми повинні бути швидкими; наші інновації потрібні зараз, щоб забезпечити циркулярну економіку в майбутньому».
САРА Е. О'КОННОР, ДИРЕКТОР ВІДДІЛУ БІОСИНТЕЗУ ПРИРОДНИХ ПРОДУКТІВ ІНСТИТУТУ ХІМІЧНОЇ ЕКОЛОГІЇ ІМЕНІ МАКС ПЛАНКА
Авторство: Себастьян Ройтер
«Методи «-оміки» використовуються для виявлення генів та ферментів, які бактерії, гриби, рослини та інші організми використовують для синтезу складних природних продуктів. Ці гени та ферменти потім можна використовувати, часто в поєднанні з хімічними процесами, для розробки екологічно чистих біокаталітичних виробничих платформ для незліченних молекул. Тепер ми можемо проводити «-оміку» на одній клітині. Я передбачаю, що ми побачимо, як транскриптоміка та геноміка окремих клітин революціонізують швидкість, з якою ми знаходимо ці гени та ферменти. Більше того, тепер можлива метаболоміка окремих клітин, що дозволяє нам вимірювати концентрацію хімічних речовин в окремих клітинах, даючи нам набагато точнішу картину того, як клітина функціонує як хімічна фабрика».
РІЧМОНД САРПОНГ, ХІМІК-ОРГАНІК, КАЛІФОРНІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ, БЕРКЛІ
Авторство: Нікі Стефанеллі
«Краще розуміння складності органічних молекул, наприклад, як розрізняти структурну складність і легкість синтезу, продовжуватиме з’являтися завдяки досягненням у машинному навчанні, що також призведе до прискорення оптимізації та прогнозування реакцій. Ці досягнення сприятимуть новим способам диверсифікації хімічного простору. Один зі способів зробити це – внести зміни на периферію молекул, а інший – вплинути на зміни в ядро молекул шляхом редагування скелетів молекул. Оскільки ядра органічних молекул складаються з міцних зв’язків, таких як вуглець-вуглець, вуглець-азот і вуглець-кисень, я вважаю, що ми побачимо зростання кількості методів функціоналізації цих типів зв’язків, особливо в ненапружених системах. Досягнення у фотоокислювальному каталізі також, ймовірно, сприятимуть новим напрямкам у редагуванні скелетів».
АЛІСОН ВЕНДЛАНДТ, ХІМІК-ОРГАНІК, МАССАЧУСЕТСЬКИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Авторство: Джастін Найт
«У 2023 році хіміки-органіки продовжуватимуть працювати над екстремальними рівнями селективності. Я передбачаю подальший розвиток методів редагування, що пропонують точність на атомному рівні, а також нові інструменти для адаптації макромолекул. Мене продовжує надихати інтеграція колись суміжних технологій в інструментарій органічної хімії: біокаталітичні, електрохімічні, фотохімічні та складні інструменти для обробки даних стають дедалі більш стандартними. Я очікую, що методи, що використовують ці інструменти, будуть розвиватися далі, що принесе нам хімію, яку ми ніколи не могли уявити собі можливою».
Примітка: Усі відповіді було надіслано електронною поштою.
Час публікації: 07 лютого 2023 р.