Akadeemiliste ringkondade ja tööstuse keemikud arutavad, mis järgmisel aastal pealkirjadesse jõuab

6 eksperti ennustavad keemia suuri trende 2023. aastaks

Akadeemiliste ringkondade ja tööstuse keemikud arutavad, mis järgmisel aastal pealkirjadesse jõuab

Allikas: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, NANOTEHNOLOOGIAJUHT JA ELEKTROKEEMIST, CALIFORNIA ÜLIKOOL, LOS ANGELES

Allikas: Maher El-Kady nõusolekul

„Fossiilkütustest sõltuvuse kaotamiseks ja süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks on ainus reaalne alternatiiv elektrifitseerida kõik alates kodudest kuni autodeni. Viimastel aastatel oleme kogenud suuri läbimurdeid võimsamate akude väljatöötamisel ja tootmisel, mis eeldatavasti muudavad dramaatiliselt meie reisimisviisi tööle ja sõprade ja pere külastamisele. Elektrienergiale täieliku ülemineku tagamiseks on vaja veelgi parandada energiatihedust, laadimisaega, ohutust, ringlussevõttu ja kilovatt-tunni hinda. Võib eeldada, et akuuuringud kasvavad veelgi 2023. aastal, kuna üha rohkem keemikuid ja materjaliteadlasi teeb koostööd, et aidata rohkem elektriautosid teedele tuua.“

KLAUS LACKNER, ARIZONA OSARIIGI ÜLIKOOLI NEGATIIVSETE SÜSINIKHEITMETE KESKUSE DIREKTOR

Allikas: Arizona Osariigi Ülikool

„COP27 [novembris Egiptuses toimunud rahvusvahelise keskkonnakonverentsi] ajal muutus 1,5 °C kliimaeesmärk saavutamatuks, mis rõhutas süsiniku eemaldamise vajadust. Seetõttu toimub 2023. aastal otse õhust süsiniku kogumise tehnoloogiate areng. Need pakuvad skaleeritavat lähenemisviisi negatiivsetele heitkogustele, kuid on süsinikujäätmete käitlemiseks liiga kallid. Otse õhust süsiniku kogumine võib aga alata väikesena ja kasvada pigem arvu kui suuruse poolest. Nii nagu päikesepaneele, saaks ka otse õhust süsiniku kogumise seadmeid masstootmises kasutada. Masstootmine on näidanud suurusjärkude võrra suuremaid kulude vähenemist. 2023. aasta võib anda aimu, millised pakutavatest tehnoloogiatest saavad ära kasutada masstootmisega kaasnevat kulude vähenemist.“

RALPH MARQUARDT, EVONIK INDUSTRIESI INNOVATSIOONIAMETLIK

Allikas: Evonik Industries

„Kliimamuutuste peatamine on suur ülesanne. See saab õnnestuda ainult siis, kui kasutame oluliselt vähem ressursse. Selleks on hädavajalik tõeline ringmajandus. Keemiatööstuse panus sellesse hõlmab uuenduslikke materjale, uusi protsesse ja lisaaineid, mis aitavad sillutada teed juba kasutatud toodete ringlussevõtule. Need muudavad mehaanilise ringlussevõtu tõhusamaks ja võimaldavad sisukat keemilist ringlussevõttu isegi peale tavalise pürolüüsi. Jäätmete väärtuslikeks materjalideks muutmine nõuab keemiatööstuse oskusteavet. Tegelikus tsüklis taaskasutatakse jäätmeid ja neist saavad väärtuslikud toorained uute toodete jaoks. Siiski peame olema kiired; meie uuendusi on vaja juba praegu, et tulevikus ringmajandust võimaldada.“

SARAH E. O'CONNOR, MAX PLANCKI KEEMILISE ÖKOLOOGIA INSTITUUDI LOODUSLIKE TOODETE BIOSYNTEESI OSAKONNA DIREKTOR

Allikas: Sebastian Reuter

„'-Oomika' tehnikaid kasutatakse geenide ja ensüümide avastamiseks, mida bakterid, seened, taimed ja teised organismid kasutavad keeruliste looduslike saaduste sünteesimiseks. Neid geene ja ensüüme saab seejärel kasutada, sageli koos keemiliste protsessidega, keskkonnasõbralike biokatalüütiliste tootmisplatvormide väljatöötamiseks lugematutele molekulidele. Nüüd saame '-oomikat' teha ühel rakul. Ma ennustan, et näeme, kuidas üherakuline transkriptoomika ja genoomika muudavad revolutsiooniliselt nende geenide ja ensüümide leidmise kiirust. Lisaks on nüüd võimalik kasutada üherakulist metaboloomikat, mis võimaldab meil mõõta kemikaalide kontsentratsiooni üksikutes rakkudes, andes meile palju täpsema pildi sellest, kuidas rakk toimib keemiatehasena.“

RICHMOND SARPONG, ORGAANILINE KEEMIK, CALIFORNIA ÜLIKOOL, BERKELEY

Autor: Niki Stefanelli

„Orgaaniliste molekulide keerukuse parem mõistmine, näiteks kuidas eristada struktuurilist keerukust sünteesi lihtsusest, tuleneb jätkuvalt masinõppe edusammudest, mis kiirendab ka reaktsioonide optimeerimist ja ennustamist. Need edusammud annavad uusi viise keemilise ruumi mitmekesistamiseks. Üks viis selleks on muuta molekulide perifeeriat ja teine ​​​​võimalus on mõjutada molekulide tuuma muutusi molekulide skelettide redigeerimise teel. Kuna orgaaniliste molekulide tuumad koosnevad tugevatest sidemetest nagu süsinik-süsinik, süsinik-lämmastik ja süsinik-hapnik sidemed, usun, et näeme nende sidemete funktsionaliseerimise meetodite arvu kasvu, eriti piiramata süsteemides. Fotoredokskatalüüsi edusammud aitavad tõenäoliselt kaasa ka skeleti redigeerimise uutele suundadele.“

ALISON WENDLANDT, ORGAANILINE KEEMIK, MASSACHUSETTSI TEHNOLOOGIAINSTITUUT

Allikas: Justin Knight

„2023. aastal jätkavad orgaanilised keemikud selektiivsuse äärmuste edasist arendamist. Ma eeldan aatomitaseme täpsust pakkuvate redigeerimismeetodite ja makromolekulide kohandamise uute tööriistade edasist kasvu. Mind inspireerib jätkuvalt kunagi kõrvuti seisnud tehnoloogiate integreerimine orgaanilise keemia tööriistakomplekti: biokatalüütilised, elektrokeemilised, fotokeemilised ja keerukad andmeteaduse tööriistad on üha enam standardvarustuses. Ma eeldan, et neid tööriistu kasutavad meetodid õitsevad veelgi, tuues meile keemia, mida me poleks kunagi võimalikuks osanud ette kujutada.“

Märkus: Kõik vastused saadeti e-posti teel.