Kemiki v akademskih krogih in industriji razpravljajo o tem, kaj bo naslednje leto na naslovnicah

6 strokovnjakov napoveduje velike trende v kemiji za leto 2023

Kemiki v akademskih krogih in industriji razpravljajo o tem, kaj bo naslednje leto na naslovnicah

Zasluge: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, GLAVNI DIREKTOR ZA TEHNOLOGIJO, NANOTEHNOLOGIJA ZA ENERGIJO IN ELEKTROKEMIK, UNIVERZA V KALIFORNIJI, LOS ANGELES

Zasluge: Z dovoljenjem Maherja El-Kadyja

»Da bi odpravili našo odvisnost od fosilnih goriv in zmanjšali emisije ogljika, je edina prava alternativa elektrifikacija vsega, od domov do avtomobilov.V zadnjih nekaj letih smo doživeli velike preboje v razvoju in proizvodnji zmogljivejših baterij, ki naj bi dramatično spremenile naš način potovanja v službo ter obiskov prijateljev in družine.Za zagotovitev popolnega prehoda na električno energijo so še vedno potrebne nadaljnje izboljšave gostote energije, časa polnjenja, varnosti, recikliranja in cene na kilovatno uro.Pričakujemo lahko, da se bodo raziskave baterij leta 2023 še povečale z naraščajočim številom kemikov in znanstvenikov za materiale, ki bodo sodelovali, da bi pomagali dati na ceste več električnih avtomobilov.«

KLAUS LACKNER, DIREKTOR, CENTER ZA NEGATIVNE EMISIJE OGLJIKA, DRŽAVNA UNIVERZA ARIZONA

Zasluge: Državna univerza Arizona

»Od COP27, [mednarodne okoljske konference, ki je potekala novembra v Egiptu], je podnebni cilj 1,5 °C postal nedosegljiv, kar je poudarilo potrebo po odstranitvi ogljika.Zato bo leta 2023 napredek v tehnologijah neposrednega zajemanja zraka.Zagotavljajo razširljiv pristop k negativnim emisijam, vendar so predragi za ravnanje z ogljikovimi odpadki.Vendar pa se lahko neposredno zajemanje zraka začne z majhnim številom in raste v številu namesto v velikosti.Tako kot sončne celice bi lahko tudi naprave za neposredni zajem zraka izdelovali množično.Množična proizvodnja je pokazala zmanjšanje stroškov za velikostne rede.Leto 2023 lahko ponudi vpogled v to, katera od ponujenih tehnologij lahko izkoristi znižanje stroškov, ki je del množične proizvodnje.«

RALPH MARQUARDT, GLAVNI DIREKTOR ZA INOVACIJE, EVONIK INDUSTRIES

Zasluge: Evonik Industries

»Zaustavitev podnebnih sprememb je pomembna naloga.Uspe lahko le, če porabimo bistveno manj sredstev.Za to je nujno pravo krožno gospodarstvo.Prispevki kemične industrije k temu vključujejo inovativne materiale, nove procese in dodatke, ki pomagajo utreti pot recikliranju že uporabljenih izdelkov.Naredijo mehansko recikliranje učinkovitejše in omogočajo smiselno kemično recikliranje, ki presega osnovno pirolizo.Spreminjanje odpadkov v dragocene materiale zahteva strokovno znanje kemične industrije.V pravem ciklu se odpadki reciklirajo in postanejo dragocene surovine za nove izdelke.Vendar moramo biti hitri;naše inovacije so potrebne zdaj, da omogočimo krožno gospodarstvo v prihodnosti.«

SARAH E. O'CONNOR, DIREKTORICA, ODDELEK ZA BIOSINTEZO NARAVNIH PROIZVODOV, INŠTITUT MAX PLANCK ZA KEMIJSKO EKOLOGIJO

Zasluge: Sebastian Reuter

Tehnike '-Omics' se uporabljajo za odkrivanje genov in encimov, ki jih bakterije, glive, rastline in drugi organizmi uporabljajo za sintezo kompleksnih naravnih proizvodov.Te gene in encime je nato mogoče uporabiti, pogosto v kombinaciji s kemičnimi procesi, za razvoj okolju prijaznih biokatalitskih proizvodnih platform za nešteto molekul.Zdaj lahko naredimo '-omics' na eni celici.Predvidevam, da bomo videli, kako enocelična transkriptomika in genomika revolucionirata hitrost, s katero najdemo te gene in encime.Poleg tega je zdaj mogoča enocelična metabolomika, ki nam omogoča merjenje koncentracije kemikalij v posameznih celicah, kar nam daje veliko natančnejšo sliko o tem, kako celica deluje kot kemična tovarna.«

RICHMOND SARPONG, ORGANSKI KEMIK, UNIVERZA V KALIFORNIJI, BERKELEY

Zasluge: Niki Stefanelli

»Boljše razumevanje kompleksnosti organskih molekul, na primer, kako razlikovati med strukturno kompleksnostjo in enostavnostjo sinteze, bo še naprej izhajalo iz napredka v strojnem učenju, kar bo vodilo tudi k pospeševanju optimizacije in napovedovanja reakcij.Ta napredek bo spodbudil nove načine razmišljanja o diverzifikaciji kemičnega prostora.Eden od načinov za to je spreminjanje obrobja molekul, drugi pa je vplivanje na spremembe v jedru molekul z urejanjem skeletov molekul.Ker so jedra organskih molekul sestavljena iz močnih vezi, kot so vezi ogljik-ogljik, ogljik-dušik in ogljik-kisik, verjamem, da bomo videli rast števila metod za funkcionalizacijo teh vrst vezi, zlasti v nenapetih sistemih.Napredek v fotoredoks katalizi bo verjetno prispeval tudi k novim smernicam pri urejanju skeleta.

ALISON WENDLANDT, ORGANSKI KEMIK, TEHNOLOŠKI INŠTITUT MASSACHUSETTS

Zasluge: Justin Knight

»Leta 2023 bodo organski kemiki še naprej pritiskali na skrajne meje selektivnosti.Pričakujem nadaljnjo rast metod urejanja, ki ponujajo natančnost na ravni atoma, kot tudi nova orodja za prilagajanje makromolekul.Še naprej me navdihuje integracija nekoč sosednjih tehnologij v komplet orodij za organsko kemijo: biokatalitična, elektrokemična, fotokemična in sofisticirana orodja za podatkovno znanost so vse bolj standardna ponudba.Pričakujem, da bodo metode, ki izkoriščajo ta orodja, še bolj zacvetele in nam prinesle kemijo, za katero si nikoli nismo predstavljali, da je mogoča.«

Opomba: vsi odgovori so bili poslani po e-pošti.