Chemici in die akademie en die industrie bespreek wat volgende jaar opslae sal maak

6 kenners voorspel chemie se groot tendense vir 2023

Chemici in die akademie en die industrie bespreek wat volgende jaar opslae sal maak

Krediet: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, HOOFTEGNOLOGIEBEAMPTE, NANOTECH-ENERGIE, EN ELEKTROCHEMIKUS, UNIVERSITEIT VAN KALIFORNIË, LOS ANGELES

Krediet: Met vergunning van Maher El-Kady

“Om ons afhanklikheid van fossielbrandstowwe uit te skakel en ons koolstofvrystellings te verminder, is die enigste werklike alternatief om alles van huise tot motors te elektrifiseer. In die afgelope paar jaar het ons groot deurbrake beleef in die ontwikkeling en vervaardiging van kragtiger batterye wat na verwagting die manier waarop ons werk toe reis en vriende en familie besoek, dramaties sal verander. Om 'n volledige oorgang na elektriese krag te verseker, is verdere verbeterings in energiedigtheid, herlaaityd, veiligheid, herwinning en koste per kilowattuur steeds nodig. 'n Mens kan verwag dat batterynavorsing in 2023 verder sal groei met 'n toenemende aantal chemici en materiaalwetenskaplikes wat saamwerk om meer elektriese motors op die pad te kry.”

KLAUS LACKNER, DIREKTEUR, SENTRUM VIR NEGATIEWE KOOLSTOFUITLATINGS, ARIZONA STATE UNIVERSITY

Krediet: Arizona State University

“Vanaf COP27 [die internasionale omgewingskonferensie wat in November in Egipte gehou is], het die 1.5 °C-klimaatdoelwit ontwykend geword, wat die behoefte aan koolstofverwydering beklemtoon het. Daarom sal 2023 vooruitgang in direkte-lugvangstegnologieë sien. Hulle bied 'n skaalbare benadering tot negatiewe uitlatings, maar is te duur vir koolstofafvalbestuur. Direkte-lugvangs kan egter klein begin en in aantal eerder as grootte groei. Net soos sonpanele, kan direkte-lugvangstoestelle massa-geproduseer word. Massaproduksie het kosteverminderings met ordegroottes getoon. 2023 kan 'n kykie bied na watter van die aangebode tegnologieë voordeel kan trek uit die kosteverminderings wat inherent is aan massavervaardiging.”

RALPH MARQUARDT, HOOFINNOVASIEBEAMPTE, EVONIK INDUSTRIES

Krediet: Evonik Industries

“Om klimaatsverandering te stop, is 'n groot taak. Dit kan slegs slaag as ons aansienlik minder hulpbronne gebruik. 'n Ware sirkulêre ekonomie is noodsaaklik hiervoor. Die chemiese industrie se bydraes hiertoe sluit in innoverende materiale, nuwe prosesse en bymiddels wat die weg baan vir die herwinning van produkte wat reeds gebruik is. Dit maak meganiese herwinning meer doeltreffend en maak betekenisvolle chemiese herwinning moontlik, selfs verder as basiese pirolise. Om afval in waardevolle materiale te omskep, vereis kundigheid van die chemiese industrie. In 'n werklike siklus word afval herwin en word dit waardevolle grondstowwe vir nuwe produkte. Ons moet egter vinnig wees; ons innovasies is nou nodig om die sirkulêre ekonomie in die toekoms moontlik te maak.”

SARAH E. O'CONNOR, DIREKTEUR, DEPARTEMENT VAN NATUURLIKE PRODUKBIOSINTESE, MAX PLANCK-INSTITUUT VIR CHEMIESE EKOLOGIE

Krediet: Sebastian Reuter

“'-Omika'-tegnieke word gebruik om die gene en ensieme te ontdek wat bakterieë, swamme, plante en ander organismes gebruik om komplekse natuurlike produkte te sintetiseer. Hierdie gene en ensieme kan dan gebruik word, dikwels in kombinasie met chemiese prosesse, om omgewingsvriendelike biokatalitiese produksieplatforms vir tallose molekules te ontwikkel. Ons kan nou '-omika' op 'n enkele sel doen. Ek voorspel dat ons sal sien hoe enkelsel-transkriptomika en genomika die spoed waarmee ons hierdie gene en ensieme vind, revolusioneer. Boonop is enkelsel-metabolomika nou moontlik, wat ons toelaat om die konsentrasie van chemikalieë in individuele selle te meet, wat ons 'n baie meer akkurate beeld gee van hoe die sel as 'n chemiese fabriek funksioneer.”

RICHMOND SARPONG, ORGANIESE CHEMIKUS, UNIVERSITEIT VAN KALIFORNIË, BERKELEY

Krediet: Niki Stefanelli

"'n Beter begrip van die kompleksiteit van organiese molekules, byvoorbeeld hoe om te onderskei tussen strukturele kompleksiteit en gemak van sintese, sal voortduur uit vooruitgang in masjienleer, wat ook sal lei tot versnelling in reaksieoptimalisering en -voorspelling. Hierdie vooruitgang sal nuwe maniere voed om te dink oor die diversifisering van chemiese ruimte. Een manier om dit te doen is deur veranderinge aan die periferie van molekules aan te bring en 'n ander is om veranderinge aan die kern van molekules te bewerkstellig deur die geraamtes van molekules te redigeer. Omdat die kerne van organiese molekules uit sterk bindings soos koolstof-koolstof-, koolstof-stikstof- en koolstof-suurstofbindings bestaan, glo ek ons ​​sal 'n groei sien in die aantal metodes om hierdie tipe bindings te funksionaliseer, veral in ongespande stelsels. Vooruitgang in fotoredokskatalise sal waarskynlik ook bydra tot nuwe rigtings in skeletredigering."

ALISON WENDLANDT, ORGANIESE CHEMIKUS, MASSACHUSETTS INSTITUUT VIR TEGNOLOGIE

Krediet: Justin Knight

“In 2023 sal organiese chemici voortgaan om selektiwiteitsekertes te bevorder. Ek verwag verdere groei van redigeringsmetodes wat atoomvlak-presisie bied, sowel as nuwe gereedskap vir die aanpassing van makromolekules. Ek word steeds geïnspireer deur die integrasie van eens aangrensende tegnologieë in die organiese chemie-gereedskapskis: biokatalitiese, elektrochemiese, fotochemiese en gesofistikeerde datawetenskap-instrumente word toenemend standaard. Ek verwag dat metodes wat hierdie gereedskap benut, verder sal floreer en ons chemie sal bring wat ons nooit gedink het moontlik is nie.”

Let wel: Alle antwoorde is per e-pos gestuur.