Kemikere i den akademiske verden og industrien diskuterer, hvad der vil skabe overskrifter næste år

6 eksperter forudsiger kemiens store tendenser for 2023

Kemikere i den akademiske verden og industrien diskuterer, hvad der vil skabe overskrifter næste år

Kredit: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, CHIEF TECHNOLOGY OFFICER, NANOTECH ENERGY, OG ELEKTROKEMIKER, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES

Kredit: Udlånt af Maher El-Kady

"For at eliminere vores afhængighed af fossile brændstoffer og reducere vores CO2-udledning er det eneste rigtige alternativ at elektrificere alt fra hjem til biler.I de sidste par år har vi oplevet store gennembrud inden for udvikling og fremstilling af mere kraftfulde batterier, som forventes dramatisk at ændre den måde, vi rejser på arbejde og besøger venner og familie på.For at sikre fuldstændig overgang til elektrisk strøm er der stadig behov for yderligere forbedringer i energitæthed, genopladningstid, sikkerhed, genbrug og omkostninger pr. kilowatttime.Man kan forvente, at batteriforskningen vil vokse yderligere i 2023 med et stigende antal kemikere og materialeforskere, der arbejder sammen for at hjælpe med at sætte flere elbiler på vejen."

KLAUS LACKNER, DIREKTØR, CENTRET FOR NEGATIVE KULFORLEDNING, ARIZONA STATE UNIVERSITY

Kredit: Arizona State University

"Fra COP27, [den internationale miljøkonference afholdt i november i Egypten], blev klimamålet på 1,5 °C uhåndgribeligt, hvilket understregede behovet for kulstoffjernelse.Derfor vil 2023 se fremskridt inden for teknologier til direkte luftfangst.De giver en skalerbar tilgang til negative emissioner, men er for dyre til håndtering af kulstofaffald.Direkte luftindfangning kan dog starte småt og vokse i antal frem for størrelse.Ligesom solpaneler kan direkte luftindfangningsenheder masseproduceres.Masseproduktion har vist omkostningsreduktioner i størrelsesordener.2023 kan give et indblik i, hvilke af de tilbudte teknologier, der kan drage fordel af de omkostningsreduktioner, der er forbundet med masseproduktion."

RALPH MARQUARDT, CHIEF INNOVATION OFFICER, EVONIK INDUSTRIES

Kredit: Evonik Industries

"At standse klimaforandringerne er en stor opgave.Det kan kun lykkes, hvis vi bruger væsentligt færre ressourcer.En ægte cirkulær økonomi er afgørende for dette.Den kemiske industris bidrag til dette omfatter innovative materialer, nye processer og additiver, der er med til at bane vejen for genanvendelse af produkter, der allerede er brugt.De gør mekanisk genanvendelse mere effektiv og muliggør meningsfuld kemisk genanvendelse selv ud over grundlæggende pyrolyse.At omdanne affald til værdifulde materialer kræver ekspertise fra den kemiske industri.I et rigtigt kredsløb genanvendes affald og bliver til værdifulde råvarer til nye produkter.Vi skal dog være hurtige;vores innovationer er nødvendige nu for at muliggøre den cirkulære økonomi i fremtiden."

SARAH E. O'CONNOR, DIREKTØR, AFDELING FOR NATURLIG PRODUKTBIOSYNTESE, MAX PLANCK INSTITUTE FOR KEMISK ØKOLOGI

Kredit: Sebastian Reuter

“-Omics-teknikker bruges til at opdage de gener og enzymer, som bakterier, svampe, planter og andre organismer bruger til at syntetisere komplekse naturlige produkter.Disse gener og enzymer kan så bruges, ofte i kombination med kemiske processer, til at udvikle miljøvenlige biokatalytiske produktionsplatforme for utallige molekyler.Vi kan nu lave '-omics' på en enkelt celle.Jeg forudser, at vi vil se, hvordan enkeltcellet transkriptomik og genomik revolutionerer den hastighed, hvormed vi finder disse gener og enzymer.Desuden er enkeltcellet metabolomik nu mulig, hvilket giver os mulighed for at måle koncentrationen af ​​kemikalier i individuelle celler, hvilket giver os et langt mere præcist billede af, hvordan cellen fungerer som en kemisk fabrik."

RICHMOND SARPONG, ORGANISK KEMIST, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, BERKELEY

Kredit: Niki Stefanelli

"En bedre forståelse af kompleksiteten af ​​organiske molekyler, for eksempel hvordan man skelner mellem strukturel kompleksitet og let syntese, vil fortsætte med at opstå fra fremskridt inden for maskinlæring, hvilket også vil føre til acceleration i reaktionsoptimering og forudsigelse.Disse fremskridt vil fodre nye måder at tænke på diversificering af kemisk rum.En måde at gøre dette på er ved at foretage ændringer i molekylernes periferi, og en anden er at påvirke ændringer i kernen af ​​molekyler ved at redigere molekylernes skeletter.Fordi kernerne i organiske molekyler består af stærke bindinger som carbon-carbon, carbon-nitrogen og carbon-oxygen-bindinger, tror jeg, vi vil se en vækst i antallet af metoder til at funktionalisere disse typer bindinger, især i uanstrengte systemer.Fremskridt inden for fotoredox-katalyse vil sandsynligvis også bidrage til nye retninger inden for skeletredigering."

ALISON WENDLANDT, ORGANISK KEMIST, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY

Kredit: Justin Knight

"I 2023 vil organiske kemikere fortsætte med at presse selektivitetsekstremer.Jeg forventer yderligere vækst af redigeringsmetoder, der tilbyder præcision på atomniveau samt nye værktøjer til at skræddersy makromolekyler.Jeg fortsætter med at blive inspireret af integrationen af ​​engang tilstødende teknologier i værktøjssættet til organisk kemi: biokatalytiske, elektrokemiske, fotokemiske og sofistikerede datavidenskabelige værktøjer er i stigende grad standardpris.Jeg forventer, at metoder, der udnytter disse værktøjer, vil blomstre yderligere og bringe os kemi, som vi aldrig havde forestillet os var mulig."

Bemærk: Alle svar blev sendt via e-mail.