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

6 eksperti ennustavad 2023. aastaks keemia suuri trende

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

Krediit: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, LOS ANGELESI CALIFORNIA ÜLIKOOLI NANOTECH ENERGIA JA ELEKTROKEEMIK TEHNOLOOGIA PEAametnik

Krediit: Maher El-Kady loal

"Selleks, et kaotada meie sõltuvus fossiilkütustest ja vähendada süsinikdioksiidi heitkoguseid, on ainus reaalne alternatiiv elektrifitseerida kõik alates kodudest kuni autodeni.Viimase paari aasta jooksul oleme kogenud suuri läbimurdeid võimsamate akude väljatöötamisel ja valmistamisel, mis eeldatavasti muudavad oluliselt seda, kuidas me tööle reisime ning sõpru ja perekonda külastame.Täieliku elektrienergiale ülemineku tagamiseks on vaja energiatihedust, laadimisaega, ohutust, ringlussevõttu ja kilovatt-tunni hinda veelgi parandada.Võib eeldada, et akuuuringud kasvavad 2023. aastal veelgi, kuna üha rohkem keemikuid ja materjaliteadlasi teeb koostööd, et aidata teedele rohkem elektriautosid.

KLAUS LACKNER, DIREKTOR, NEGATIIVSE SÜSIKUHEITE KESKUS, ARIZONA RIIGI ÜLIKOOL

Krediit: Arizona osariigi ülikool

„Alates COP27-st [novembris Egiptuses toimunud rahvusvahelisest keskkonnakonverentsist] muutus 1,5 °C kliimaeesmärk raskesti mõistetavaks, rõhutades süsiniku eemaldamise vajadust.Seetõttu on 2023. aastal edusammud otsese õhu püüdmise tehnoloogiates.Need pakuvad skaleeritavat lähenemisviisi negatiivsetele heitkogustele, kuid on süsinikujäätmete käitlemiseks liiga kallid.Otsene õhu püüdmine võib aga alata väikeselt ja kasvada pigem arvult kui suuruselt.Nii nagu päikesepaneele, saaks ka otsese õhu püüdmise seadmeid masstootma.Masstootmine on näidanud kulude vähenemist suurusjärgus.2023. aasta võib anda ülevaate, millised pakutavad tehnoloogiad saavad ära kasutada masstootmisele omaseid kulude vähendamisi.

RALPH MARQUARDT, EVONIK INDUSTRIESI INNOVAATSIOONI PEAametnik

Krediit: Evonik Industries

„Kliimamuutuste peatamine on suur ülesanne.See saab õnnestuda ainult siis, kui kasutame oluliselt vähem ressursse.Tõeline ringmajandus on selleks hädavajalik.Keemiatööstuse panus sellesse hõlmab uuenduslikke materjale, uusi protsesse ja lisandeid, mis aitavad sillutada teed juba kasutatud toodete ringlussevõtule.Need muudavad mehaanilise ringlussevõtu tõhusamaks ja võimaldavad sisukat keemilist ringlussevõttu isegi peale põhipürolüüsi.Jäätmete muutmine väärtuslikeks materjalideks nõuab keemiatööstuse asjatundlikkust.Reaalses tsüklis võetakse jäätmed ringlusse ja neist saab väärtuslik tooraine uutele toodetele.Siiski peame olema kiired;meie uuendusi on vaja praegu, et võimaldada ringmajandust tulevikus.

SARAH E. O'CONNOR, DIREKTOR, LOODUSSOODUSTE BIOSÜNTEESI OSAKOND, MAX PLANCK KEEMIAÖKOLOOGIA INSTITUUT

Krediit: Sebastian Reuter

"-Omics" tehnikaid kasutatakse geenide ja ensüümide avastamiseks, mida bakterid, seened, taimed ja muud organismid kasutavad keerukate looduslike saaduste sünteesimiseks.Neid geene ja ensüüme saab seejärel kasutada, sageli koos keemiliste protsessidega, keskkonnasõbralike biokatalüütiliste tootmisplatvormide väljatöötamiseks lugematute molekulide jaoks.Nüüd saame teha "-omikat" ühes lahtris.Ma ennustan, et näeme, kuidas üherakuline transkriptoomika ja genoomika muudavad nende geenide ja ensüümide leidmise kiirust revolutsiooniliselt.Lisaks on nüüd võimalik üherakuline metaboloomika, mis võimaldab mõõta kemikaalide kontsentratsiooni üksikutes rakkudes, andes meile palju täpsema pildi sellest, kuidas rakk keemiatehasena toimib.

RICHMOND SARPONG, ORGAANILINE KEEMIK, CALIFORNIA ÜLIKOOL, BERKELEY

Krediit: Niki Stefanelli

"Parem arusaam orgaaniliste molekulide keerukusest, näiteks kuidas eristada struktuurset keerukust ja sünteesi lihtsust, ilmneb jätkuvalt masinõppe edusammudest, mis toob kaasa ka reaktsioonide optimeerimise ja prognoosimise kiirenemise.Need edusammud annavad uudseid viise, kuidas mõelda keemilise ruumi mitmekesistamisele.Üks võimalus seda teha on muudatuste tegemine molekulide perifeerias ja teine ​​on mõjutada muutusi molekulide tuumas, redigeerides molekulide skelette.Kuna orgaaniliste molekulide tuumad koosnevad tugevatest sidemetest nagu süsinik-süsinik, süsinik-lämmastik ja süsinik-hapnik sidemed, usun, et me näeme seda tüüpi sidemete funktsionaliseerimiseks kasutatavate meetodite arvu kasvu, eriti pingevabades süsteemides.Fotoredoks-katalüüsi edusammud aitavad tõenäoliselt kaasa ka skeleti redigeerimise uutele suundadele.

ALISON WENDLANDT, ORGAANILINE KEEMIK, MASSACHUSETTI TEHNOLOOGIAINSTITUUT

Krediit: Justin Knight

„2023. aastal jätkavad orgaanilised keemikud selektiivsuse äärmuste surumist.Ootan aatomitaseme täpsust pakkuvate redigeerimismeetodite edasist kasvu ja uusi tööriistu makromolekulide kohandamiseks.Mind inspireerib jätkuvalt kunagiste tehnoloogiate integreerimine orgaanilise keemia tööriistakomplekti: biokatalüütilised, elektrokeemilised, fotokeemilised ja keerukad andmeteaduse tööriistad on üha enam tavahinnad.Loodan, et neid tööriistu kasutavad meetodid arenevad veelgi, tuues meieni keemia, mida me kunagi võimalikuks ei kujutanud.

Märkus. Kõik vastused saadeti meili teel.