6 eksperti prognozē ķīmijas lielākās tendences 2023. gadam
Ķīmiķi akadēmiskajās aprindās un rūpniecībā apspriež, kas nākamgad nonāks ziņu virsrakstos
Attēla autors: Vils Ludvigs/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, GALVENĀ TEHNOLOĢIJU VADĪTĀJA, NANOTECH ENERGY, UN ELEKTROKĪMIĶI, KALIFORNIJAS UNIVERSITĀTE, LOSANDŽELOSA
Attēla autortiesības pieder Maher El-Kady
“Lai novērstu mūsu atkarību no fosilā kurināmā un samazinātu oglekļa emisijas, vienīgā reālā alternatīva ir elektrificēt visu, sākot no mājām līdz pat automašīnām. Pēdējos gados esam piedzīvojuši ievērojamus sasniegumus jaudīgāku akumulatoru izstrādē un ražošanā, kas, domājams, dramatiski mainīs veidu, kā mēs ceļojam uz darbu un apciemojam draugus un ģimeni. Lai nodrošinātu pilnīgu pāreju uz elektroenerģiju, joprojām ir nepieciešami turpmāki uzlabojumi enerģijas blīvuma, uzlādes laika, drošības, pārstrādes un kilovatstundas izmaksu jomā. Var sagaidīt, ka akumulatoru pētījumi 2023. gadā turpinās pieaugt, jo arvien vairāk ķīmiķu un materiālzinātnieku sadarbosies, lai palīdzētu vairāk elektroautomobiļu nonākt uz ceļiem.”
Klauss Lakners, Arizonas štata universitātes Negatīvās oglekļa emisijas centra direktors
Attēla autors: Arizonas štata universitāte
“Sākot ar COP27 [starptautisko vides konferenci, kas novembrī notika Ēģiptē], 1,5 °C klimata mērķis kļuva nesasniedzams, uzsverot nepieciešamību pēc oglekļa dioksīda emisiju samazināšanas. Tāpēc 2023. gadā tiks panākts progress tiešās gaisa uztveršanas tehnoloģijās. Tās nodrošina mērogojamu pieeju negatīvām emisijām, taču ir pārāk dārgas oglekļa atkritumu apsaimniekošanai. Tomēr tiešā gaisa uztveršana var sākties nelielā skaitā un pieaugt, nevis izmēros. Tāpat kā saules paneļi, tiešās gaisa uztveršanas ierīces varētu tikt ražotas masveidā. Masveida ražošana ir pierādījusi izmaksu samazinājumu par vairākiem lielumiem. 2023. gads varētu sniegt ieskatu tajā, kuras no piedāvātajām tehnoloģijām var izmantot masveida ražošanai raksturīgo izmaksu samazinājumu.”
RALFS MARKVĀRDS, EVONIK INDUSTRIES GALVENAIS INOVĀCIJU DARBINIEKS
Attēla autors: Evonik Industries
“Klimata pārmaiņu apturēšana ir liels uzdevums. Tas var izdoties tikai tad, ja mēs izmantosim ievērojami mazāk resursu. Šim nolūkam ir būtiska patiesa aprites ekonomika. Ķīmiskās rūpniecības ieguldījums šajā procesā ietver inovatīvus materiālus, jaunus procesus un piedevas, kas palīdz bruģēt ceļu jau lietotu produktu pārstrādei. Tie padara mehānisko pārstrādi efektīvāku un nodrošina jēgpilnu ķīmisko pārstrādi pat ārpus pamata pirolīzes. Atkritumu pārvēršana vērtīgos materiālos prasa ķīmiskās rūpniecības zināšanas. Reālā ciklā atkritumi tiek pārstrādāti un kļūst par vērtīgām izejvielām jauniem produktiem. Tomēr mums ir jābūt ātriem; mūsu inovācijas ir nepieciešamas jau tagad, lai nākotnē nodrošinātu aprites ekonomiku.”
SĀRA E. O'KONORA, DABISKO PRODUKTU BIOSINTĒZES DEPARTAMENTA DIREKTORE, MAKSA PLANKA ĶĪMISKĀS EKOLOĢIJAS INSTITŪTS
Attēla autors: Sebastians Reuters
“'-Omikas' metodes tiek izmantotas, lai atklātu gēnus un enzīmus, ko baktērijas, sēnītes, augi un citi organismi izmanto sarežģītu dabas produktu sintezēšanai. Šos gēnus un enzīmus pēc tam var izmantot, bieži vien kombinācijā ar ķīmiskiem procesiem, lai izstrādātu videi draudzīgas biokatalītiskās ražošanas platformas neskaitāmām molekulām. Tagad mēs varam veikt '-omiku' uz vienas šūnas. Es paredzu, ka mēs redzēsim, kā vienas šūnas transkriptomika un genomika revolucionizē ātrumu, kādā mēs atrodam šos gēnus un enzīmus. Turklāt tagad ir iespējama vienas šūnas metabolomika, kas ļauj mums izmērīt ķīmisko vielu koncentrāciju atsevišķās šūnās, sniedzot mums daudz precīzāku priekšstatu par to, kā šūna darbojas kā ķīmiskā rūpnīca.”
RIČMONDS SARPONGS, ORGANISKĀS ĶĪMIĶES SPĒLĒTĀJS, KALIFORNIJAS UNIVERSITĀTE, BĒRKLIJA
Attēla autors: Niki Stefanelli
"Labāka izpratne par organisko molekulu sarežģītību, piemēram, kā atšķirt strukturālo sarežģītību no sintēzes viegluma, turpinās rasties, pateicoties mašīnmācīšanās attīstībai, kas arī paātrinās reakciju optimizāciju un prognozēšanu. Šie sasniegumi veicinās jaunus veidus, kā domāt par ķīmiskās telpas dažādošanu. Viens veids, kā to izdarīt, ir veikt izmaiņas molekulu perifērijā, bet otrs ir ietekmēt izmaiņas molekulu kodolā, rediģējot molekulu skeletus. Tā kā organisko molekulu kodoli sastāv no spēcīgām saitēm, piemēram, oglekļa-oglekļa, oglekļa-slāpekļa un oglekļa-skābekļa saitēm, es uzskatu, ka mēs redzēsim pieaugumu metožu skaitā, lai funkcionalizētu šāda veida saites, īpaši neierobežotās sistēmās. Fotoredokskatalīzes attīstība, visticamāk, arī veicinās jaunus virzienus skeleta rediģēšanā."
ALISONA VENDLANDA, ORGANISKĀ ĶĪMIĶE, MASAČŪSETSAS TEHNOLOĢIJU INSTITŪTS
Attēla autors: Džastins Naits
“2023. gadā organiskie ķīmiķi turpinās virzīt selektivitātes galējības. Es paredzu turpmāku rediģēšanas metožu, kas piedāvā atomu līmeņa precizitāti, kā arī jaunus rīkus makromolekulu pielāgošanai, izaugsmi. Mani turpina iedvesmot kādreiz blakus esošo tehnoloģiju integrācija organiskās ķīmijas rīku komplektā: biokatalītiskie, elektroķīmiskie, fotoķīmiskie un sarežģīti datu zinātnes rīki arvien vairāk kļūst par standarta pakalpojumu. Es sagaidu, ka metodes, kas izmanto šos rīkus, vēl vairāk uzplauks, radot mums ķīmiju, ko mēs nekad nebūtu iedomājušies par iespējamu.”
Piezīme: Visas atbildes tika nosūtītas pa e-pastu.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 7. februāris