A tudományos és ipari kémikusok megvitatják, mi kerül a címlapokra jövőre

6 szakértő jósolja a kémia nagy trendjeit 2023-ra

A tudományos és ipari kémikusok megvitatják, mi kerül a címlapokra jövőre

Köszönetnyilvánítás: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, TECHNOLÓGIAI VEZETŐ TISZTVISELŐ, NANOTECH ENERGY ÉS ELEKTROKÉMUS, KALIFORNIAI EGYETEM, LOS ANGELES

Köszönet: Maher El-Kady jóvoltából

„A fosszilis tüzelőanyagoktól való függőségünk megszüntetése és a szén-dioxid-kibocsátás csökkentése érdekében az egyetlen igazi alternatíva az, ha mindent villamosítunk az otthonoktól az autókig.Az elmúlt néhány évben jelentős áttöréseket tapasztaltunk a nagyobb teljesítményű akkumulátorok fejlesztése és gyártása terén, amelyek várhatóan drámai módon megváltoztatják a munkába való utazás, valamint a barátok és a család meglátogatásának módját.Az elektromos energiára való teljes átállás érdekében továbbra is javítani kell az energiasűrűséget, az újratöltési időt, a biztonságot, az újrahasznosítást és a kilowattóránkénti költséget.Várható, hogy 2023-ban az akkumulátorkutatás tovább fog növekedni, miközben egyre több vegyész és anyagtudós dolgozik együtt annak érdekében, hogy minél több elektromos autó kerüljön az utakra.”

KLAUS LACKNER, IGAZGATÓ, NEGATÍV SZÉNKIBOCSÁTÁSOK KÖZPONTJA, ARIZONAI ÁLLAMI EGYETEM

Köszönet: Arizona State University

„A COP27-től [a novemberben Egyiptomban tartott nemzetközi környezetvédelmi konferencián] a 1,5 °C-os éghajlati cél elérhetetlenné vált, hangsúlyozva a szén-dioxid-eltávolítás szükségességét.Emiatt 2023-ban előrelépés várható a közvetlen levegőbefogású technológiák terén.Méretezhető megközelítést biztosítanak a negatív kibocsátáshoz, de túl drágák a szén-hulladék kezeléséhez.A közvetlen légbefogás azonban kicsiben kezdődhet, és méret helyett számban nőhet.Csakúgy, mint a napelemek, a közvetlen levegőelfogó eszközök tömegesen is gyárthatók.A tömeggyártás nagyságrendekkel csökkentette a költségeket.2023 bepillantást nyújthat arra, hogy a felkínált technológiák közül melyek tudják kihasználni a tömeggyártásban rejlő költségcsökkentést.”

RALPH MARQUARDT, INNOVÁCIÓS VEZETŐ TISZTVISELŐ, EVONIK INDUSTRIES

hitel: Evonik Industries

„A klímaváltozás megállítása nagy feladat.Csak akkor lehet sikeres, ha lényegesen kevesebb erőforrást használunk fel.Ehhez elengedhetetlen a valódi körkörös gazdaság.A vegyipar ehhez hozzájárul az innovatív anyagok, az új eljárások és az adalékanyagok, amelyek elősegítik a már felhasznált termékek újrahasznosítását.Hatékonyabbá teszik a mechanikai újrahasznosítást, és az alappirolízisen túl is értelmes vegyi újrahasznosítást tesznek lehetővé.A hulladék értékes anyagokká alakításához a vegyipar szakértelmére van szükség.Egy valós körforgásban a hulladékot újrahasznosítják, és értékes nyersanyaggá válnak új termékekhez.Azonban gyorsnak kell lennünk;innovációinkra most van szükség ahhoz, hogy a jövőben lehetővé tegyük a körforgásos gazdaságot.”

SARAH E. O'CONNOR, IGAZGATÓ, TERMÉSZETES TERMÉK-BIOSINTÉZIS OSZTÁLY, MAX PLANCK KÉMIAI ÖKOLÓGIAI INTÉZET

Hitel: Sebastian Reuter

Az „-Omics” technikákat arra használják, hogy felfedezzék azokat a géneket és enzimeket, amelyeket a baktériumok, gombák, növények és más szervezetek összetett természetes termékek szintetizálására használnak.Ezeket a géneket és enzimeket azután – gyakran kémiai folyamatokkal kombinálva – fel lehet használni környezetbarát biokatalitikus termelési platformok kifejlesztésére számtalan molekula számára.Most már egyetlen cellán elvégezhetjük a „-omics” műveletet.Azt jósolom, hogy látni fogjuk, hogyan változtatja meg az egysejt transzkriptomika és genomika azt a sebességet, amellyel ezeket a géneket és enzimeket megtaláljuk.Sőt, most már lehetséges az egysejtű metabolomika, amely lehetővé teszi a vegyi anyagok koncentrációjának mérését az egyes sejtekben, így sokkal pontosabb képet kapunk arról, hogyan működik a sejt vegyi gyárként.”

RICHMOND SARPONG, SZERVES KÉMIUS, KALIFORNIAI EGYETEM, BERKELEY

Köszönetnyilvánítás: Niki Stefanelli

„A szerves molekulák összetettségének jobb megértése, például a szerkezeti összetettség és a szintézis egyszerűsége közötti különbségtétel továbbra is a gépi tanulás fejlődéséből fakad, ami a reakcióoptimalizálás és az előrejelzés felgyorsulásához is vezet.Ezek az előrelépések a vegyi tér diverzifikálásának újszerű gondolkodásmódját fogják táplálni.Ennek egyik módja a molekulák perifériájának megváltoztatása, a másik pedig az, hogy a molekulák vázának szerkesztésével befolyásolják a molekulák magjában bekövetkezett változásokat.Mivel a szerves molekulák magjai erős kötésekből állnak, mint például szén-szén, szén-nitrogén és szén-oxigén kötések, úgy gondolom, hogy az ilyen típusú kötések funkcionalizálására szolgáló módszerek száma növekedni fog, különösen a nem feszült rendszerekben.A fotoredox katalízis fejlődése valószínűleg szintén hozzájárul a csontvázszerkesztés új irányvonalaihoz.

ALISON WENDLANDT, SZERVES VÉGYUS, MASSACHUSETTS TECHNOLÓGIAI INTÉZET

Hitel: Justin Knight

„2023-ban a szerves kémikusok továbbra is a szelektivitás szélsőségeit fogják nyomni.Az atomszintű pontosságot kínáló szerkesztési módszerek, valamint a makromolekulák testreszabásához szükséges új eszközök további növekedésére számítok.Továbbra is inspirál az egykor egymás melletti technológiák szerves kémiai eszköztárába való integrálása: a biokatalitikus, elektrokémiai, fotokémiai és kifinomult adattudományi eszközök egyre inkább standard viteldíjak.Arra számítok, hogy az ezeket az eszközöket kihasználó módszerek tovább virágoznak majd, és olyan kémiát hoznak elénk, amelyet soha nem is képzeltünk el.”

Megjegyzés: Minden választ e-mailben küldtünk.