Ķīmiķi akadēmiskajās aprindās un nozarē apspriež to, kas nākamgad nonāks virsrakstos

6 eksperti prognozē ķīmijas lielās tendences 2023. gadam

Ķīmiķi akadēmiskajās aprindās un nozarē apspriež to, kas nākamgad nonāks virsrakstos

Kredīts: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, GALVENAIS TEHNOLOĢIJAS APLIECINĀJUMS, NANOTECH ENERGY UN ELEKTROĶĪMIKS, KALIFORNIJAS UNIVERSITĀTE, LOSANDželosa

Kredīts: Maher El-Kady atļauja

“Lai novērstu mūsu atkarību no fosilā kurināmā un samazinātu oglekļa emisijas, vienīgā reālā alternatīva ir elektrificēt visu, sākot no mājām līdz automašīnām.Dažu pēdējo gadu laikā mēs esam piedzīvojuši lielus sasniegumus jaudīgāku akumulatoru izstrādē un ražošanā, kas, domājams, būtiski mainīs veidu, kā mēs ceļojam uz darbu un apciemojam draugus un ģimeni.Lai nodrošinātu pilnīgu pāreju uz elektroenerģiju, joprojām ir jāuzlabo enerģijas blīvums, uzlādes laiks, drošība, pārstrāde un izmaksas par kilovatstundu.Var sagaidīt, ka akumulatoru izpēte turpinās pieaugt 2023. gadā, arvien lielākam skaitam ķīmiķu un materiālu zinātnieku sadarbojoties, lai palīdzētu uz ceļiem ieviest vairāk elektrisko automašīnu.

KLAUS LAKNERS, AIZONAS ŠTATA UNIVERSITĀTES NEGATĪVO OGLEKĻA EMISIJU CENTRA DIREKTORS

Kredīts: Arizonas štata universitāte

“Sākot ar COP27 [starptautisko vides konferenci, kas notika novembrī Ēģiptē], 1,5 °C klimata mērķis kļuva nenotverams, uzsverot nepieciešamību pēc oglekļa noņemšanas.Tāpēc 2023. gadā tiešās gaisa uztveršanas tehnoloģijās būs progress.Tie nodrošina mērogojamu pieeju negatīvajām emisijām, taču ir pārāk dārgi oglekļa atkritumu apsaimniekošanai.Tomēr tieša gaisa uztveršana var sākties ar mazu un pieaugt pēc skaita, nevis lieluma.Tāpat kā saules paneļus, tiešās gaisa uztveršanas ierīces varētu ražot masveidā.Masveida ražošana ir parādījusi izmaksu samazinājumu par lielumu.2023. gads var sniegt ieskatu, kurā no piedāvātajām tehnoloģijām var izmantot masveida ražošanai raksturīgo izmaksu samazinājumu.

RALPH MARQUARDT, EVONIK INDUSTRIES GALVENAIS INOVĀCIJAS DARBINIEKS

Kredīts: Evonik Industries

“Klimata pārmaiņu apturēšana ir svarīgs uzdevums.Tas var izdoties tikai tad, ja izmantosim ievērojami mazāk resursu.Lai to panāktu, būtiska ir patiesa aprites ekonomika.Ķīmiskās rūpniecības ieguldījums šajā jomā ietver novatoriskus materiālus, jaunus procesus un piedevas, kas palīdz jau izmantoto produktu pārstrādei.Tie padara mehānisko pārstrādi efektīvāku un nodrošina jēgpilnu ķīmisko pārstrādi pat ārpus pamata pirolīzes.Lai atkritumus pārvērstu vērtīgos materiālos, ir vajadzīgas ķīmiskās rūpniecības zināšanas.Reālā ciklā atkritumi tiek pārstrādāti un kļūst par vērtīgām izejvielām jauniem produktiem.Tomēr mums ir jābūt ātriem;mūsu inovācijas ir vajadzīgas tagad, lai nodrošinātu aprites ekonomiku nākotnē.

SARAH E. O'CONNOR, DABISKO PRODUKTU BIOSINTĒZES DEPARTAMENTA DIREKTORS, MAX PLANCK ĶĪMISKĀS EKOLOĢIJAS INSTITŪTA

Kredīts: Sebastians Reuters

“-Omics” metodes tiek izmantotas, lai atklātu gēnus un fermentus, ko baktērijas, sēnītes, augi un citi organismi izmanto, lai sintezētu sarežģītus dabiskos produktus.Pēc tam šos gēnus un fermentus var izmantot, bieži vien kombinācijā ar ķīmiskiem procesiem, lai izstrādātu videi draudzīgas biokatalītisko ražošanas platformas neskaitāmām molekulām.Tagad mēs varam veikt “-omics” vienā šūnā.Es prognozēju, ka mēs redzēsim, kā vienas šūnas transkriptomika un genomika mainīs ātrumu, kādā mēs atrodam šos gēnus un fermentus.Turklāt tagad ir iespējama vienšūnu metabolomika, kas ļauj izmērīt ķīmisko vielu koncentrāciju atsevišķās šūnās, sniedzot mums daudz precīzāku priekšstatu par to, kā šūna darbojas kā ķīmiskā rūpnīca.

RIČMONDS SARPONGS, ORGANISKĀ ĶĪMIEKS, KALIFORNIJAS UNIVERSITĀTE, BĒRKELIJA

Kredīts: Niki Stefanelli

"Labāka izpratne par organisko molekulu sarežģītību, piemēram, kā atšķirt strukturālo sarežģītību un sintēzes vienkāršību, turpinās rasties, pateicoties sasniegumiem mašīnmācībā, kas arī novedīs pie reakcijas optimizācijas un prognozēšanas paātrinājuma.Šie sasniegumi dos 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 pieaugošu metožu skaitu, lai funkcionalizētu šāda veida saites, īpaši nenoslogotās sistēmās.Fotoredoksa katalīzes attīstība, iespējams, arī veicinās jaunus skeleta rediģēšanas virzienus.

ALISONA VENDLANDE, ORGĀNISKĀ ĶĪMIĶE, MASAŠESETAS TEHNOLOĢIJAS INSTITŪTA

Kredīts: Džastins Naits

“2023. gadā organiskie ķīmiķi turpinās virzīt selektivitātes galējības.Es paredzu turpmāku rediģēšanas metožu pieaugumu, kas piedāvā atomu līmeņa precizitāti, kā arī jaunus rīkus makromolekulu pielāgošanai.Mani joprojām iedvesmo kādreiz blakus esošo tehnoloģiju integrācija organiskās ķīmijas rīku komplektā: biokatalītiskie, elektroķīmiskie, fotoķīmiskie un sarežģītie datu zinātnes rīki arvien vairāk kļūst par standarta cenu.Es ceru, ka metodes, kas izmanto šos rīkus, turpinās uzplaukt, sniegs mums tādu ķīmiju, kādu mēs nekad neiedomājāmies.

Piezīme: visas atbildes tika nosūtītas pa e-pastu.