پیشبینی ۶ متخصص از روندهای بزرگ شیمی برای سال ۲۰۲۳
شیمیدانان دانشگاه و صنعت در مورد آنچه که سال آینده تیتر اخبار خواهد شد، بحث میکنند.
اعتبار: ویل لودویگ/C&EN/شاترستوک
ماهر الکادی، مدیر ارشد فناوری، انرژی نانوتک و الکتروشیمیدان، دانشگاه کالیفرنیا، لسآنجلس
اعتبار: با احترام از ماهر الکادی
«برای از بین بردن وابستگی ما به سوختهای فسیلی و کاهش انتشار کربن، تنها جایگزین واقعی، برقی کردن همه چیز از خانهها گرفته تا خودروها است. در چند سال گذشته، ما پیشرفتهای بزرگی در توسعه و ساخت باتریهای قدرتمندتر تجربه کردهایم که انتظار میرود نحوه سفر ما به محل کار و بازدید از دوستان و خانواده را به طرز چشمگیری تغییر دهد. برای اطمینان از گذار کامل به انرژی الکتریکی، پیشرفتهای بیشتری در چگالی انرژی، زمان شارژ مجدد، ایمنی، بازیافت و هزینه هر کیلووات ساعت هنوز مورد نیاز است. میتوان انتظار داشت که تحقیقات باتری در سال ۲۰۲۳ با افزایش تعداد شیمیدانان و دانشمندان مواد که برای کمک به ورود خودروهای برقی بیشتر به جادهها همکاری میکنند، بیشتر شود.»
کلاوس لاکنر، مدیر مرکز انتشار کربن منفی، دانشگاه ایالتی آریزونا
اعتبار: دانشگاه ایالتی آریزونا
«از کنفرانس COP27 [کنفرانس بینالمللی محیط زیست که در ماه نوامبر در مصر برگزار شد]، هدف اقلیمی ۱.۵ درجه سانتیگراد دست نیافتنی شد و بر لزوم حذف کربن تأکید شد. بنابراین، سال ۲۰۲۳ شاهد پیشرفتهایی در فناوریهای جذب مستقیم کربن از هوا خواهیم بود. این فناوریها رویکردی مقیاسپذیر برای انتشار منفی کربن ارائه میدهند، اما برای مدیریت پسماند کربن بسیار گران هستند. با این حال، جذب مستقیم کربن از هوا میتواند از مقیاس کوچک شروع شود و به جای اندازه، از نظر تعداد رشد کند. درست مانند پنلهای خورشیدی، دستگاههای جذب مستقیم کربن از هوا میتوانند به صورت انبوه تولید شوند. تولید انبوه، کاهش هزینهها را به میزان قابل توجهی نشان داده است. سال ۲۰۲۳ ممکن است نگاهی اجمالی به این موضوع ارائه دهد که کدام یک از فناوریهای ارائه شده میتوانند از کاهش هزینههای ذاتی در تولید انبوه بهرهمند شوند.»
رالف مارکوارت، مدیر ارشد نوآوری، صنایع ایوونیک
اعتبار: صنایع Evonik
«متوقف کردن تغییرات اقلیمی یک وظیفه بزرگ است. این کار تنها در صورتی میتواند موفقیتآمیز باشد که از منابع به طور قابل توجهی کمتری استفاده کنیم. یک اقتصاد چرخشی واقعی برای این امر ضروری است. سهم صنایع شیمیایی در این امر شامل مواد نوآورانه، فرآیندهای جدید و افزودنیهایی است که به هموار کردن راه برای بازیافت محصولاتی که قبلاً استفاده شدهاند، کمک میکنند. آنها بازیافت مکانیکی را کارآمدتر میکنند و بازیافت شیمیایی معناداری را حتی فراتر از پیرولیز اولیه امکانپذیر میسازند. تبدیل زباله به مواد ارزشمند نیاز به تخصص صنایع شیمیایی دارد. در یک چرخه واقعی، زباله بازیافت میشود و به مواد اولیه ارزشمندی برای محصولات جدید تبدیل میشود. با این حال، ما باید سریع باشیم؛ نوآوریهای ما اکنون برای فعال کردن اقتصاد چرخشی در آینده مورد نیاز است.»
سارا ای. اوکانر، مدیر بخش بیوسنتز محصولات طبیعی، موسسه ماکس پلانک برای بومشناسی شیمیایی
اعتبار: سباستین رویتر
«از تکنیکهای «-omics» برای کشف ژنها و آنزیمهایی استفاده میشود که باکتریها، قارچها، گیاهان و سایر موجودات زنده برای سنتز محصولات طبیعی پیچیده از آنها استفاده میکنند. سپس میتوان از این ژنها و آنزیمها، اغلب در ترکیب با فرآیندهای شیمیایی، برای توسعه پلتفرمهای تولید بیوکاتالیستی سازگار با محیط زیست برای مولکولهای بیشماری استفاده کرد. اکنون میتوانیم «-omics» را روی یک سلول واحد انجام دهیم. پیشبینی میکنم که خواهیم دید که چگونه رونویسی و ژنومیک تک سلولی، سرعت یافتن این ژنها و آنزیمها را متحول میکنند. علاوه بر این، متابولومیک تک سلولی اکنون امکانپذیر است و به ما امکان میدهد غلظت مواد شیمیایی را در سلولهای منفرد اندازهگیری کنیم و تصویر بسیار دقیقتری از نحوه عملکرد سلول به عنوان یک کارخانه شیمیایی به ما میدهد.»
ریچموند سارپونگ، شیمیدان آلی، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی
اعتبار: نیکی استفانلی
«درک بهتر پیچیدگی مولکولهای آلی، برای مثال چگونگی تشخیص بین پیچیدگی ساختاری و سهولت سنتز، همچنان از پیشرفتهای یادگیری ماشینی پدیدار خواهد شد که منجر به تسریع در بهینهسازی و پیشبینی واکنش نیز میشود. این پیشرفتها، روشهای جدیدی را برای تفکر در مورد تنوعبخشی به فضای شیمیایی ارائه میدهند. یک راه برای انجام این کار، ایجاد تغییرات در حاشیه مولکولها و راه دیگر، ایجاد تغییرات در هسته مولکولها با ویرایش اسکلت مولکولها است. از آنجا که هسته مولکولهای آلی از پیوندهای قوی مانند پیوندهای کربن-کربن، کربن-نیتروژن و کربن-اکسیژن تشکیل شده است، من معتقدم که شاهد افزایش تعداد روشهای کاربردیسازی این نوع پیوندها، به ویژه در سیستمهای بدون کرنش، خواهیم بود. پیشرفتها در کاتالیز فوتوردوکس نیز احتمالاً به مسیرهای جدید در ویرایش اسکلتی کمک خواهد کرد.»
آلیسون وندلند، شیمیدان آلی، موسسه فناوری ماساچوست
اعتبار: جاستین نایت
«در سال ۲۰۲۳، شیمیدانان آلی به تلاش خود برای رسیدن به نهایت گزینشپذیری ادامه خواهند داد. من پیشبینی میکنم که روشهای ویرایش با دقت در سطح اتم و همچنین ابزارهای جدید برای تنظیم ماکرومولکولها، رشد بیشتری داشته باشند. من همچنان از ادغام فناوریهای سابقاً مجاور در جعبه ابزار شیمی آلی الهام میگیرم: ابزارهای بیوکاتالیستی، الکتروشیمیایی، فتوشیمیایی و علوم داده پیشرفته به طور فزایندهای به ابزارهای استاندارد تبدیل میشوند. من انتظار دارم روشهایی که از این ابزارها استفاده میکنند، شکوفاتر شوند و شیمیای را برای ما به ارمغان بیاورند که هرگز تصور نمیکردیم امکانپذیر باشد.»
توجه: تمام پاسخها از طریق ایمیل ارسال شده است.
زمان ارسال: فوریه-07-2023