Химиците в академичните среди и индустрията обсъждат какво ще направи заглавията през следващата година

6 експерти прогнозират големите тенденции в химията за 2023 г

Химиците в академичните среди и индустрията обсъждат какво ще направи заглавията през следващата година

Кредит: Уил Лудвиг/C&EN/Shutterstock

МАХЕР ЕЛ-КАДИ, ГЛАВЕН ТЕХНОЛОГИЧЕН ОФИЦЕР, НАНОТЕХНОЛОГИЧНА ЕНЕРГИЯ И ЕЛЕКТРОХИМИК, УНИВЕРСИТЕТ НА КАЛИФОРНИЯ, ЛОС АНДЖЕЛИС

Кредит: С любезното съдействие на Maher El-Kady

„За да премахнем зависимостта си от изкопаемите горива и да намалим въглеродните си емисии, единствената реална алтернатива е да електрифицираме всичко – от домовете до автомобилите.През последните няколко години преживяхме големи пробиви в разработването и производството на по-мощни батерии, които се очаква драстично да променят начина, по който пътуваме до работа и при приятели и семейство.За да се осигури пълен преход към електричество, все още са необходими допълнителни подобрения в енергийната плътност, времето за презареждане, безопасността, рециклирането и цената на киловатчас.Може да се очаква, че изследванията на батериите ще нараснат още повече през 2023 г. с нарастващ брой химици и учени по материали, които работят заедно, за да помогнат за пускането на повече електрически автомобили на пътя.“

КЛАУС ЛАКНЕР, ДИРЕКТОР, ЦЕНТЪР ЗА ОТРИЦАТЕЛНИ ВЪГЛЕРОДНИ ЕМИСИИ, ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ НА АРИЗОНА

Кредит: Държавен университет в Аризона

„От COP27, [международната екологична конференция, проведена през ноември в Египет], климатичната цел от 1,5 °C стана неуловима, подчертавайки необходимостта от отстраняване на въглерода.Следователно през 2023 г. ще бъде отбелязан напредък в технологиите за директно улавяне на въздуха.Те осигуряват мащабируем подход към отрицателните емисии, но са твърде скъпи за управление на въглеродните отпадъци.Директното улавяне на въздуха обаче може да започне малко и да нараства по-скоро на брой, отколкото на размер.Точно като слънчевите панели, устройствата за директно улавяне на въздуха могат да се произвеждат масово.Масовото производство демонстрира намаляване на разходите с порядъци.2023 г. може да предложи бегла представа коя от предлаганите технологии може да се възползва от намаляването на разходите, присъщо на масовото производство.“

RALPH MARQUARDT, ГЛАВЕН ОФИЦЕР ИНОВАЦИИ, EVONIK INDUSTRIES

Кредит: Evonik Industries

„Спирането на изменението на климата е важна задача.Може да успее само ако използваме значително по-малко ресурси.Истинската кръгова икономика е от съществено значение за това.Приносът на химическата индустрия за това включва иновативни материали, нови процеси и добавки, които помагат да се проправи пътя за рециклиране на продукти, които вече са били използвани.Те правят механичното рециклиране по-ефективно и позволяват смислено химическо рециклиране дори отвъд основната пиролиза.Превръщането на отпадъците в ценни материали изисква опит от химическата промишленост.В реален цикъл отпадъците се рециклират и се превръщат в ценни суровини за нови продукти.Трябва обаче да сме бързи;нашите иновации са необходими сега, за да позволим кръговата икономика в бъдеще.“

САРА Е. О'КОНЪР, ДИРЕКТОР, ОТДЕЛ ЗА БИОСИНТЕЗА НА ПРИРОДНИ ПРОДУКТИ, ИНСТИТУТ ЗА ХИМИЧНА ЕКОЛОГИЯ МАКС ПЛАНК

Кредит: Себастиан Ройтер

„Техниките на „-Omics“ се използват за откриване на гените и ензимите, които бактериите, гъбичките, растенията и други организми използват за синтезиране на сложни природни продукти.След това тези гени и ензими могат да бъдат използвани, често в комбинация с химични процеси, за разработване на екологично чисти биокаталитични производствени платформи за безброй молекули.Вече можем да правим „-omics“ на една клетка.Предвиждам, че ще видим как едноклетъчната транскриптомика и геномика революционизират скоростта, с която намираме тези гени и ензими.Освен това вече е възможна метаболомия на една клетка, което ни позволява да измерваме концентрацията на химикали в отделните клетки, което ни дава много по-точна картина за това как клетката функционира като химическа фабрика.

РИЧМЪНД САРПОНГ, ОРГАНИЧЕН ХИМИК, КАЛИФОРНИЙСКИЯ УНИВЕРСИТЕТ, БЪРКЛИ

Кредит: Ники Стефанели

„По-доброто разбиране на сложността на органичните молекули, например как да се прави разлика между структурната сложност и лекотата на синтеза, ще продължи да се появява от напредъка в машинното обучение, което също ще доведе до ускоряване на оптимизирането и прогнозирането на реакцията.Тези постижения ще подхранват нови начини за мислене за разнообразяване на химическото пространство.Един начин да направите това е чрез извършване на промени в периферията на молекулите, а друг е да повлияете на промените в ядрото на молекулите чрез редактиране на скелетите на молекулите.Тъй като ядрата на органичните молекули се състоят от силни връзки като връзки въглерод-въглерод, въглерод-азот и въглерод-кислород, вярвам, че ще видим нарастване на броя на методите за функционализиране на тези типове връзки, особено в ненапрегнати системи.Напредъкът във фоторедокс катализата също вероятно ще допринесе за нови насоки в редактирането на скелета.

ALISON WENDLANDT, ОРГАНИЧЕН ХИМИК, МАСАЧУЗЕТСКИ ТЕХНОЛОГИЧЕН ИНСТИТУТ

Кредит: Джъстин Найт

„През 2023 г. органичните химици ще продължат да налагат крайности на селективността.Очаквам по-нататъшен растеж на методите за редактиране, предлагащи прецизност на ниво атом, както и нови инструменти за приспособяване на макромолекули.Продължавам да се вдъхновявам от интегрирането на някогашни съседни технологии в набора от инструменти за органична химия: биокаталитичните, електрохимичните, фотохимичните и сложните инструменти за наука за данни стават все по-стандартна цена.Очаквам, че методите, използващи тези инструменти, ще процъфтяват още повече, носейки ни химия, която никога не сме си представяли, че е възможна.“

Забележка: Всички отговори бяха изпратени по имейл.