6 stručnjaka predviđa velike trendove u kemiji za 2023. godinu
Kemičari u akademskoj zajednici i industriji raspravljaju o onome što će sljedeće godine biti na naslovnicama
Zasluge: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, GLAVNI TEHNOLOŠKI DIREKTOR, NANOTEHNOLOŠKA ENERGIJA I ELEKTROKEMIČAR, SVEUČILIŠTE U KALIFORNIJI, LOS ANGELES
Zasluge: Ljubaznošću Mahera El-Kadyja
„Kako bismo uklonili našu ovisnost o fosilnim gorivima i smanjili emisije ugljika, jedina prava alternativa je elektrifikacija svega, od domova do automobila. U posljednjih nekoliko godina doživjeli smo velike prodore u razvoju i proizvodnji snažnijih baterija za koje se očekuje da će dramatično promijeniti način na koji putujemo na posao i posjećujemo prijatelje i obitelj. Kako bi se osigurao potpuni prijelaz na električnu energiju, potrebna su daljnja poboljšanja u gustoći energije, vremenu punjenja, sigurnosti, recikliranju i cijeni po kilovat-satu. Može se očekivati da će istraživanje baterija dodatno rasti 2023. godine, a sve veći broj kemičara i znanstvenika za materijale radit će zajedno kako bi pomogli u stavljanju više električnih automobila na ceste.“
KLAUS LACKNER, RAVNATELJ CENTRA ZA NEGATIVNE EMISIJE UGLJIKA, DRŽAVNO SVEUČILIŠTE U ARIZONI
Zasluge: Državno sveučilište Arizona
„Od COP27, [međunarodne konferencije o okolišu održane u studenom u Egiptu], klimatski cilj od 1,5 °C postao je nedostižan, naglašavajući potrebu za uklanjanjem ugljika. Stoga će 2023. godina vidjeti napredak u tehnologijama izravnog hvatanja zraka. One pružaju skalabilan pristup negativnim emisijama, ali su preskupe za upravljanje ugljičnim otpadom. Međutim, izravno hvatanje zraka može započeti s malim brojem i rasti u broju, a ne u veličini. Baš kao i solarni paneli, uređaji za izravno hvatanje zraka mogli bi se masovno proizvoditi. Masovna proizvodnja pokazala je smanjenje troškova za redove veličine. 2023. bi mogla ponuditi uvid u to koje od ponuđenih tehnologija mogu iskoristiti smanjenje troškova svojstveno masovnoj proizvodnji.“
RALPH MARQUARDT, GLAVNI DIREKTOR ZA INOVACIJE, EVONIK INDUSTRIES
Zasluge: Evonik Industries
„Zaustavljanje klimatskih promjena glavni je zadatak. Može uspjeti samo ako koristimo znatno manje resursa. Za to je ključno istinsko kružno gospodarstvo. Doprinos kemijske industrije tome uključuje inovativne materijale, nove procese i aditive koji pomažu u otvaranju puta recikliranju proizvoda koji su već korišteni. Oni čine mehaničko recikliranje učinkovitijim i omogućuju smisleno kemijsko recikliranje čak i izvan osnovne pirolize. Pretvaranje otpada u vrijedne materijale zahtijeva stručnost kemijske industrije. U stvarnom ciklusu otpad se reciklira i postaje vrijedna sirovina za nove proizvode. Međutim, moramo biti brzi; naše inovacije su potrebne sada kako bismo omogućili kružno gospodarstvo u budućnosti.“
SARAH E. O'CONNOR, RAVNATELJICA ODJELA ZA BIOSINTEZU PRIRODNIH PROIZVODA, INSTITUT MAX PLANCK ZA KEMIJSKU EKOLOGIJU
Zasluge: Sebastian Reuter
„'-omika' tehnike se koriste za otkrivanje gena i enzima koje bakterije, gljive, biljke i drugi organizmi koriste za sintezu složenih prirodnih proizvoda. Ti se geni i enzimi zatim mogu koristiti, često u kombinaciji s kemijskim procesima, za razvoj ekološki prihvatljivih biokatalitičkih proizvodnih platformi za bezbroj molekula. Sada možemo raditi '-omiku' na jednoj stanici. Predviđam da ćemo vidjeti kako transkriptomika i genomika pojedinačnih stanica revolucioniraju brzinu kojom pronalazimo te gene i enzime. Štoviše, metabolomika pojedinačnih stanica sada je moguća, što nam omogućuje mjerenje koncentracije kemikalija u pojedinačnim stanicama, dajući nam daleko točniju sliku o tome kako stanica funkcionira kao kemijska tvornica.“
RICHMOND SARPONG, ORGANSKI KEMIČAR, SVEUČILIŠTE U KALIFORNIJI, BERKELEY
Zasluge: Niki Stefanelli
„Bolje razumijevanje složenosti organskih molekula, na primjer kako razlikovati strukturnu složenost od jednostavnosti sinteze, nastavit će se provlačiti iz napretka u strojnom učenju, što će također dovesti do ubrzanja optimizacije i predviđanja reakcija. Ovi će napreci potaknuti nove načine razmišljanja o diverzifikaciji kemijskog prostora. Jedan od načina za to je promjena na periferiji molekula, a drugi je utjecaj na promjene u jezgri molekula uređivanjem kostura molekula. Budući da se jezgre organskih molekula sastoje od jakih veza poput veza ugljik-ugljik, ugljik-dušik i ugljik-kisik, vjerujem da ćemo vidjeti rast broja metoda za funkcionalizaciju ovih vrsta veza, posebno u nenapregnutim sustavima. Napredak u fotoredoks katalizi vjerojatno će također doprinijeti novim smjerovima u uređivanju skeleta.“
ALISON WENDLANDT, ORGANSKA KEMIČARKA, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Zasluge: Justin Knight
„U 2023. godini, organski kemičari nastavit će pomicati ekstreme selektivnosti. Očekujem daljnji rast metoda uređivanja koje nude preciznost na razini atoma, kao i nove alate za prilagođavanje makromolekula. I dalje me inspirira integracija nekoć susjednih tehnologija u alate organske kemije: biokatalitički, elektrokemijski, fotokemijski i sofisticirani alati za znanost o podacima sve su standardnija opcija. Očekujem da će metode koje koriste ove alate dodatno procvjetati, donoseći nam kemiju kakvu nikada nismo zamišljali mogućom.“
Napomena: Svi odgovori su poslani putem e-pošte.
Vrijeme objave: 07. veljače 2023.