Ahli kimia dalam akademik dan industri membincangkan perkara yang akan menjadi tajuk utama tahun hadapan

6 pakar meramalkan trend besar kimia untuk 2023

Ahli kimia dalam akademik dan industri membincangkan perkara yang akan menjadi tajuk utama tahun hadapan

Kredit: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, KETUA PEGAWAI TEKNOLOGI, TENAGA NANOTEKNIK, DAN AHLI ELEKTROKIMIA, UNIVERSITI CALIFORNIA, LOS ANGELES

Kredit: Ihsan Maher El-Kady

“Untuk menghapuskan pergantungan kita kepada bahan api fosil dan mengurangkan pelepasan karbon kita, satu-satunya alternatif sebenar adalah untuk mengelektrikkan segala-galanya dari rumah ke kereta.Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, kami telah mengalami kejayaan besar dalam pembangunan dan pembuatan bateri yang lebih berkuasa yang dijangka secara dramatik mengubah cara kami melakukan perjalanan ke tempat kerja dan melawat rakan dan keluarga.Untuk memastikan peralihan lengkap kepada kuasa elektrik, penambahbaikan selanjutnya dalam ketumpatan tenaga, masa cas semula, keselamatan, kitar semula dan kos setiap kilowatt jam masih diperlukan.Seseorang boleh menjangkakan penyelidikan bateri akan berkembang lebih jauh pada 2023 dengan peningkatan bilangan ahli kimia dan saintis bahan bekerjasama untuk membantu meletakkan 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 November di Mesir], sasaran iklim 1.5 °C menjadi sukar difahami, menekankan keperluan untuk penyingkiran karbon.Oleh itu, 2023 akan menyaksikan kemajuan dalam teknologi tangkapan udara terus.Mereka menyediakan pendekatan berskala kepada pelepasan negatif, tetapi terlalu mahal untuk pengurusan sisa karbon.Walau bagaimanapun, tangkapan udara terus boleh mula kecil dan berkembang dalam bilangan berbanding saiz.Sama seperti panel solar, peranti tangkapan udara terus boleh dihasilkan secara besar-besaran.Pengeluaran besar-besaran telah menunjukkan pengurangan kos mengikut urutan magnitud.2023 mungkin menawarkan gambaran yang mana antara teknologi yang ditawarkan boleh mengambil kesempatan daripada pengurangan kos yang wujud dalam pembuatan besar-besaran.”

RALPH MARQUARDT, KETUA PEGAWAI INOVASI, EVONIK INDUSTRIES

Kredit: Evonik Industries

“Menghentikan perubahan iklim adalah tugas utama.Ia hanya boleh berjaya jika kita menggunakan sumber yang jauh lebih sedikit.Ekonomi pekeliling yang tulen adalah penting untuk ini.Sumbangan industri kimia kepada ini termasuk bahan inovatif, proses baharu dan bahan tambahan yang membantu membuka jalan untuk kitar semula produk yang telah digunakan.Mereka menjadikan kitar semula mekanikal lebih cekap dan membolehkan kitar semula kimia yang bermakna walaupun di luar pirolisis asas.Mengubah sisa menjadi bahan berharga memerlukan kepakaran daripada industri kimia.Dalam kitaran sebenar, sisa dikitar semula dan menjadi bahan mentah yang berharga untuk produk baharu.Walau bagaimanapun, kita perlu pantas;inovasi kami diperlukan sekarang untuk membolehkan ekonomi pekeliling pada masa hadapan.”

SARAH E. O'CONNOR, PENGARAH, JABATAN BIOSINTESIS PRODUK SEMULAJADI, INSTITUT MAX PLANCK UNTUK EKOLOGI KIMIA

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 biokatalitik yang mesra alam untuk molekul yang tidak terkira banyaknya.Kini kita boleh melakukan '-omics' pada satu sel.Saya meramalkan bahawa kita akan melihat bagaimana transkriptomi dan genomik sel tunggal merevolusikan kelajuan di mana kita menemui 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 baru untuk memikirkan tentang mempelbagaikan ruang kimia.Satu cara untuk melakukan ini adalah dengan membuat perubahan pada pinggir molekul dan satu lagi adalah untuk mempengaruhi perubahan pada teras molekul dengan menyunting 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 peningkatan dalam bilangan kaedah untuk menfungsikan jenis ikatan ini, terutamanya dalam sistem yang tidak tegang.Kemajuan dalam pemangkinan photoredox juga berkemungkinan akan menyumbang kepada arah baharu dalam penyuntingan rangka."

ALISON WENDLANDT, AHLI KIMIA ORGANIK, INSTITUT TEKNOLOGI MASSACHUSETTS

Kredit: Justin Knight

“Pada 2023, ahli kimia organik akan terus mendorong keterlaluan selektiviti.Saya menjangkakan pertumbuhan selanjutnya kaedah penyuntingan yang menawarkan ketepatan peringkat atom serta alat baharu untuk menyesuaikan makromolekul.Saya terus diilhamkan oleh penyepaduan teknologi yang pernah bersebelahan ke dalam kit alat kimia organik: alat biopemangkin, elektrokimia, fotokimia dan sains data yang canggih adalah tambang yang semakin standard.Saya menjangkakan kaedah memanfaatkan alat ini akan berkembang lagi, membawa kita kimia yang tidak pernah kita bayangkan."

Nota: Semua jawapan telah dihantar melalui e-mel.