6 pakar meramalkan trend besar kimia untuk tahun 2023
Ahli kimia dalam bidang akademik dan industri membincangkan apa yang akan menjadi berita utama tahun depan
Kredit: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, KETUA PEGAWAI TEKNOLOGI, TENAGA NANOTECH, DAN AHLI ELEKTROKIMIA, UNIVERSITI CALIFORNIA, LOS ANGELES
Kredit: Ihsan Maher El-Kady
“Untuk menghapuskan kebergantungan kita terhadap bahan api fosil dan mengurangkan pelepasan karbon kita, satu-satunya alternatif sebenar adalah dengan membekalkan elektrik kepada segala-galanya daripada rumah hinggalah kereta. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kita telah mengalami kejayaan besar dalam pembangunan dan pembuatan bateri yang lebih berkuasa yang dijangka akan mengubah cara kita pergi bekerja dan melawat rakan dan keluarga secara dramatik. Bagi memastikan peralihan sepenuhnya kepada kuasa elektrik, penambahbaikan selanjutnya dalam ketumpatan tenaga, masa cas semula, keselamatan, kitar semula dan kos setiap kilowatt jam masih diperlukan. Penyelidikan bateri boleh dijangkakan akan terus berkembang pada tahun 2023 dengan peningkatan bilangan ahli kimia dan saintis bahan yang bekerjasama untuk membantu melancarkan lebih banyak kereta elektrik di jalan raya.”
KLAUS LACKNER, PENGARAH, PUSAT PELEPASAN KARBON NEGATIF, UNIVERSITI NEGERI ARIZONA
Kredit: Universiti Negeri Arizona
“Sehingga COP27, [persidangan alam sekitar antarabangsa yang diadakan pada bulan November di Mesir], sasaran iklim 1.5 °C menjadi sukar dicapai, menekankan keperluan untuk penyingkiran karbon. Oleh itu, tahun 2023 akan menyaksikan kemajuan dalam teknologi penangkapan udara langsung. Ia menyediakan pendekatan berskala untuk pelepasan negatif, tetapi terlalu mahal untuk pengurusan sisa karbon. Walau bagaimanapun, penangkapan udara langsung boleh bermula secara kecil-kecilan dan berkembang dari segi bilangan dan bukannya saiz. Sama seperti panel solar, peranti penangkapan udara langsung boleh dihasilkan secara besar-besaran. Pengeluaran besar-besaran telah menunjukkan pengurangan kos pada tahap yang tinggi. Tahun 2023 mungkin menawarkan gambaran tentang teknologi yang ditawarkan yang boleh memanfaatkan pengurangan kos yang wujud dalam pembuatan besar-besaran.”
RALPH MARQUARDT, KETUA PEGAWAI INOVASI, EVONIK INDUSTRIES
Kredit: Evonik Industries
“Menghentikan perubahan iklim merupakan satu tugas utama. Ia hanya boleh berjaya jika kita menggunakan sumber yang jauh lebih sedikit. Ekonomi kitaran tulen adalah penting untuk ini. Sumbangan industri kimia untuk ini termasuk bahan inovatif, proses baharu dan bahan tambahan yang membantu membuka jalan untuk kitar semula produk yang telah digunakan. Ia menjadikan kitar semula mekanikal lebih cekap dan membolehkan kitar semula kimia yang bermakna melangkaui pirolisis asas. Menukar sisa kepada bahan berharga memerlukan kepakaran daripada industri kimia. Dalam kitaran sebenar, sisa dikitar semula dan menjadi bahan mentah berharga untuk produk baharu. Walau bagaimanapun, kita perlu pantas; inovasi kita diperlukan sekarang untuk membolehkan ekonomi kitaran pada masa hadapan.”
SARAH E. O'CONNOR, PENGARAH, JABATAN BIOSINTESIS PRODUK SEMULAJADI, INSTITUT EKOLOGI KIMIA MAX PLANCK
Kredit: Sebastian Reuter
"Teknik '-Omics' digunakan untuk menemui gen dan enzim yang digunakan oleh bakteria, kulat, tumbuhan dan organisma lain untuk mensintesis produk semula jadi yang kompleks. Gen dan enzim ini kemudiannya boleh digunakan, selalunya digabungkan dengan proses kimia, untuk membangunkan platform pengeluaran biopemangkin mesra alam untuk molekul yang tidak terkira banyaknya. Kini kita boleh melakukan '-omics' pada sel tunggal. Saya meramalkan bahawa kita akan melihat bagaimana transkriptomik dan genomik sel tunggal merevolusikan kelajuan kita mencari gen dan enzim ini. Selain itu, metabolomik sel tunggal kini boleh dilakukan, membolehkan kita mengukur kepekatan bahan kimia dalam sel individu, memberikan kita gambaran yang jauh lebih tepat tentang bagaimana sel berfungsi sebagai kilang kimia."
RICHMOND SARPONG, AHLI KIMIA ORGANIK, UNIVERSITI CALIFORNIA, BERKELEY
Kredit: Niki Stefanelli
"Pemahaman yang lebih baik tentang kerumitan molekul organik, contohnya cara membezakan antara kerumitan struktur dan kemudahan sintesis, akan terus muncul daripada kemajuan dalam pembelajaran mesin, yang juga akan membawa kepada pecutan dalam pengoptimuman dan ramalan tindak balas. Kemajuan ini akan memberi cara baharu untuk berfikir tentang mempelbagaikan ruang kimia. Salah satu cara untuk melakukan ini adalah dengan membuat perubahan pada pinggir molekul dan satu lagi adalah dengan mempengaruhi perubahan pada teras molekul dengan mengedit rangka molekul. Oleh kerana teras molekul organik terdiri daripada ikatan kuat seperti ikatan karbon-karbon, karbon-nitrogen dan karbon-oksigen, saya percaya kita akan melihat pertumbuhan dalam bilangan kaedah untuk memfungsikan jenis ikatan ini, terutamanya dalam sistem yang tidak tegang. Kemajuan dalam pemangkinan fotoredoks juga berkemungkinan akan menyumbang kepada hala tuju baharu dalam penyuntingan rangka."
ALISON WENDLANDT, AHLI KIMIA ORGANIK, INSTITUT TEKNOLOGI MASSACHUSETTS
Kredit: Justin Knight
"Pada tahun 2023, ahli kimia organik akan terus mendorong keterlaluan selektiviti. Saya menjangkakan pertumbuhan selanjutnya bagi kaedah penyuntingan yang menawarkan ketepatan peringkat atom serta alat baharu untuk menyesuaikan makromolekul. Saya terus mendapat inspirasi daripada penyepaduan teknologi yang pernah bersebelahan ke dalam kit alat kimia organik: alat biopemangkin, elektrokimia, fotokimia dan sains data yang canggih semakin menjadi standard. Saya menjangkakan kaedah yang memanfaatkan alat ini akan terus berkembang, membawakan kita kimia yang tidak pernah kita bayangkan mungkin."
Nota: Semua maklum balas telah dihantar melalui emel.
Masa siaran: 07-Feb-2023