6 експертів прогнозують великі тенденції в хімії на 2023 рік
Хіміки в наукових колах і промисловості обговорюють, що стане головним заголовком наступного року
Авторство: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
МАЕР ЕЛЬ-КАДІ, ГОЛОВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ОФІЦЕР, НАНОТЕХНІЧНА ЕНЕРГЕТИКА ТА ЕЛЕКТРОХІМІК, КАЛІФОРНІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ, ЛОС-АНДЖЕЛЕС
Авторство: надано Махером Ель-Каді
«Щоб усунути нашу залежність від викопного палива та зменшити викиди вуглецю, єдиною реальною альтернативою є електрифікація всього, від будинків до автомобілів.За останні кілька років ми відчули значні прориви в розробці та виробництві більш потужних акумуляторів, які, як очікується, кардинально змінять спосіб, у який ми подорожуємо на роботу, відвідуємо друзів і родину.Щоб забезпечити повний перехід на електроенергію, все ще потрібні подальші покращення щільності енергії, часу заряджання, безпеки, переробки та вартості кіловат-години.Можна очікувати, що у 2023 році дослідження акумуляторів будуть розвиватися далі, коли зростатиме кількість хіміків і матеріалознавців, які працюватимуть разом, щоб допомогти вивести на дороги більше електромобілів».
КЛАУС ЛАКНЕР, ДИРЕКТОР, ЦЕНТР НЕГАТИВНИХ ВИКИДІВ ВУГЛЕЦЮ, УНІВЕРСИТЕТ ДЕРЖАВИ АРИЗОНИ
Авторство: Університет штату Арізона
«Станом на COP27 [міжнародна екологічна конференція, що відбулася в листопаді в Єгипті], кліматична ціль 1,5 °C стала недосяжною, що підкреслило необхідність видалення вуглецю.Таким чином, 2023 рік побачить прогрес у технологіях прямого захоплення повітря.Вони забезпечують масштабований підхід до негативних викидів, але занадто дорогі для управління вуглецевими відходами.Однак пряме захоплення повітря може починатися з малого і зростати в кількості, а не в розмірі.Так само, як сонячні батареї, пристрої прямого захоплення повітря можна виробляти масово.Масове виробництво продемонструвало зниження витрат на порядки.2023 рік може дати уявлення про те, які із запропонованих технологій зможуть скористатися перевагами зниження витрат, властивого масовому виробництву».
РАЛЬФ МАРКВАРДТ, ГОЛОВНИЙ ІННОВАЦІЙНИЙ ОФІЦЕР, EVONIK INDUSTRIES
Авторство: Evonik Industries
«Зупинити зміну клімату є головним завданням.Це може бути успішним, лише якщо ми використовуємо значно менше ресурсів.Справжня циркулярна економіка є важливою для цього.Внесок хімічної промисловості в це включає інноваційні матеріали, нові процеси та добавки, які допомагають прокласти шлях до переробки продуктів, які вже були використані.Вони роблять механічну переробку більш ефективною та забезпечують значущу хімічну переробку навіть за межами основного піролізу.Перетворення відходів на цінні матеріали вимагає досвіду хімічної промисловості.У реальному циклі відходи переробляються і стають цінною сировиною для нових продуктів.Однак ми повинні бути швидкими;наші інновації потрібні зараз, щоб у майбутньому створити циркулярну економіку».
САРА Е. О'КОННОР, ДИРЕКТОР ВІДДІЛУ БІОСИНТЕЗУ НАТУРАЛЬНИХ ПРОДУКТІВ ІНСТИТУТУ ХІМІЧНОЇ ЕКОЛОГІЇ МАКСА ПЛАНКА
Авторство: Себастьян Ройтер
«Методики «-Omics» використовуються для виявлення генів і ферментів, які бактерії, гриби, рослини та інші організми використовують для синтезу складних природних продуктів.Потім ці гени та ферменти можна використовувати, часто в поєднанні з хімічними процесами, для розробки екологічно чистих біокаталітичних виробничих платформ для незліченних молекул.Тепер ми можемо робити «-omics» на одній комірці.Я передбачаю, що ми побачимо, як одноклітинна транскриптоміка та геноміка революціонізують швидкість, з якою ми знаходимо ці гени та ферменти.Крім того, тепер можлива одноклітинна метаболоміка, що дозволяє нам вимірювати концентрацію хімічних речовин в окремих клітинах, що дає нам набагато точнішу картину того, як клітина функціонує як хімічна фабрика».
РІЧМОНД САРПОНГ, ХІМІК-ОРГАНІК, КАЛІФОРНІЙСЬКИЙ УНІВЕРСИТЕТ, БЕРКЛІ
Авторство зображення: Нікі Стефанеллі
«Краще розуміння складності органічних молекул, наприклад, як розрізнити структурну складність і легкість синтезу, продовжуватиме розвиватися завдяки прогресу в машинному навчанні, що також призведе до прискорення оптимізації реакції та прогнозування.Ці досягнення створять нові шляхи для диверсифікації хімічного простору.Один із способів зробити це — внести зміни на периферію молекул, а інший — вплинути на зміни в ядрі молекул шляхом редагування скелетів молекул.Оскільки серцевина органічних молекул складається з міцних зв’язків, таких як зв’язки вуглець-вуглець, вуглець-азот і вуглець-кисень, я вважаю, що ми побачимо зростання кількості методів функціональності цих типів зв’язків, особливо в ненапружених системах.Прогрес у фоторедокс-каталізі також, ймовірно, сприятиме розвитку нових напрямків у редагуванні скелета».
АЛІСОН ВЕНДЛАНДТ, ХІМІК-ОРГАНІК, МАССАЧУСЕТСЬКИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ІНСТИТУТ
Авторство: Джастін Найт
«У 2023 році хіміки-органіки продовжуватимуть досягати крайніх значень селективності.Я очікую подальшого зростання методів редагування, що пропонують точність на рівні атома, а також нові інструменти для адаптації макромолекул.Мене продовжує надихати інтеграція колись суміжних технологій у набір інструментів органічної хімії: біокаталітичні, електрохімічні, фотохімічні та складні інструменти науки про дані стають усе більш стандартним.Я очікую, що методи, що використовують ці інструменти, процвітатимуть і далі, приносячи нам хімію, про яку ми навіть не думали».
Примітка. Усі відповіді надіслано електронною поштою.
Час публікації: 07 лютого 2023 р