شیمیدانان دانشگاه و صنعت درباره آنچه در سال آینده خبرساز خواهد شد بحث می کنند

6 کارشناس روندهای بزرگ شیمی را برای سال 2023 پیش بینی می کنند

شیمیدانان دانشگاه و صنعت درباره آنچه در سال آینده خبرساز خواهد شد بحث می کنند

اعتبار: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

ماهر الکادی، مدیر ارشد فناوری، انرژی نانوتکنولوژی و الکتروشیمیدان، دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس

اعتبار: توسط ماهر الکدی

برای از بین بردن وابستگی به سوخت‌های فسیلی و کاهش انتشار کربن، تنها جایگزین واقعی برق‌رسانی به همه چیز از خانه‌ها گرفته تا خودروها است.در چند سال گذشته، ما پیشرفت‌های بزرگی را در توسعه و تولید باتری‌های قدرتمندتر تجربه کرده‌ایم که انتظار می‌رود نحوه سفر به محل کار و ملاقات دوستان و خانواده را به طرز چشمگیری تغییر دهد.برای اطمینان از انتقال کامل به برق، بهبودهای بیشتر در چگالی انرژی، زمان شارژ مجدد، ایمنی، بازیافت و هزینه هر کیلووات ساعت هنوز مورد نیاز است.می توان انتظار داشت که تحقیقات باتری در سال 2023 با تعداد فزاینده ای از شیمیدانان و دانشمندان مواد که با یکدیگر همکاری می کنند تا خودروهای برقی بیشتری را در جاده ها کار کنند، بیشتر رشد کند.

کلاوس لاکنر، مدیر، مرکز انتشارات کربن منفی، دانشگاه ایالتی آریزونا

اعتبار: دانشگاه ایالتی آریزونا

از COP27، [کنفرانس بین‌المللی محیط‌زیست که در نوامبر در مصر برگزار شد]، هدف آب و هوای 1.5 درجه سانتی‌گراد مبهم شد و بر نیاز به حذف کربن تأکید کرد.بنابراین، سال 2023 شاهد پیشرفت‌هایی در فناوری‌های جذب مستقیم هوا خواهیم بود.آنها یک رویکرد مقیاس پذیر برای انتشار منفی ارائه می دهند، اما برای مدیریت زباله های کربن بسیار گران هستند.با این حال، جذب مستقیم هوا می تواند از کوچک شروع شود و به جای اندازه، تعداد آنها افزایش یابد.درست مانند پانل های خورشیدی، دستگاه های جذب مستقیم هوا می توانند به تولید انبوه برسند.تولید انبوه کاهش هزینه ها را با دستورات بزرگ نشان داده است.2023 ممکن است نگاهی اجمالی به این موضوع ارائه دهد که کدام یک از فناوری های ارائه شده می توانند از کاهش هزینه های ذاتی تولید انبوه بهره ببرند.

RALPH MARQUARDT، مدیر ارشد نوآوری، صنایع EVONIK

اعتبار: صنایع Evonik

«توقف تغییرات آب و هوایی یک وظیفه اصلی است.تنها زمانی می تواند موفق شود که از منابع بسیار کمتری استفاده کنیم.یک اقتصاد دایره ای واقعی برای این امر ضروری است.سهم صنایع شیمیایی در این امر شامل مواد نوآورانه، فرآیندهای جدید و مواد افزودنی است که به هموار کردن راه برای بازیافت محصولاتی که قبلاً استفاده شده اند کمک می کند.آنها بازیافت مکانیکی را کارآمدتر می کنند و بازیافت شیمیایی معنی دار را حتی فراتر از تجزیه در اثر حرارت اولیه ممکن می سازند.تبدیل زباله به مواد با ارزش نیاز به تخصص در صنایع شیمیایی دارد.در یک چرخه واقعی، زباله ها بازیافت می شوند و به مواد اولیه با ارزش برای محصولات جدید تبدیل می شوند.با این حال، ما باید سریع باشیم.نوآوری‌های ما در حال حاضر برای فعال کردن اقتصاد دایره‌ای در آینده مورد نیاز است.

SARAH E. O'CONNOR، مدیر بخش بیوسنتز محصولات طبیعی، موسسه اکولوژی شیمی مکس پلانک

اعتبار: سباستین رویتر

تکنیک‌های «-Omics» برای کشف ژن‌ها و آنزیم‌هایی که باکتری‌ها، قارچ‌ها، گیاهان و سایر موجودات برای سنتز محصولات طبیعی پیچیده استفاده می‌کنند، استفاده می‌شود.سپس می توان از این ژن ها و آنزیم ها، اغلب در ترکیب با فرآیندهای شیمیایی، برای ایجاد پلت فرم های تولید بیوکاتالیستی سازگار با محیط زیست برای مولکول های بی شماری استفاده کرد.اکنون می توانیم "-omics" را روی یک سلول واحد انجام دهیم.من پیش بینی می کنم که خواهیم دید که چگونه رونویسی و ژنومیک تک سلولی سرعت یافتن این ژن ها و آنزیم ها را متحول می کند.علاوه بر این، متابولومیک تک سلولی اکنون امکان پذیر است، که به ما امکان می دهد غلظت مواد شیمیایی را در سلول های جداگانه اندازه گیری کنیم و تصویر بسیار دقیق تری از نحوه عملکرد سلول به عنوان یک کارخانه شیمیایی به ما می دهد.

ریچموند سارپونگ، شیمیدان آلی، دانشگاه کالیفرنیا، برکلی

اعتبار: نیکی استفانلی

درک بهتر از پیچیدگی مولکول‌های آلی، به عنوان مثال نحوه تشخیص پیچیدگی ساختاری و سهولت سنتز، از پیشرفت‌های یادگیری ماشینی که همچنین منجر به شتاب در بهینه‌سازی واکنش و پیش‌بینی می‌شود، پدیدار خواهد شد.این پیشرفت ها راه های جدیدی را برای تفکر در مورد تنوع بخشیدن به فضای شیمیایی فراهم می کند.یک راه برای انجام این کار از طریق ایجاد تغییرات در پیرامون مولکول ها و دیگری تأثیرگذاری بر تغییرات هسته مولکول ها با ویرایش اسکلت مولکول ها است.از آنجایی که هسته‌های مولکول‌های آلی از پیوندهای قوی مانند پیوندهای کربن-کربن، کربن-نیتروژن و کربن-اکسیژن تشکیل شده است، من معتقدم که ما شاهد رشد تعداد روش‌هایی برای عملکرد این نوع پیوندها، به ویژه در سیستم‌های بدون فشار خواهیم بود.پیشرفت‌ها در کاتالیزور فوتوردوکس نیز احتمالاً به جهات جدیدی در ویرایش اسکلت کمک می‌کند.

آلیسون وندلند، شیمیدان آلی، موسسه فناوری ماساچوست

اعتبار: جاستین نایت

در سال 2023، شیمیدانان آلی به افراط در گزینش ادامه خواهند داد.من رشد بیشتر روش‌های ویرایشی را پیش‌بینی می‌کنم که دقت در سطح اتمی و همچنین ابزارهای جدید برای تطبیق ماکرومولکول‌ها را ارائه می‌دهند.من همچنان از ادغام فناوری‌های مجاور در جعبه ابزار شیمی آلی الهام می‌گیرم: ابزارهای بیوکاتالیستی، الکتروشیمیایی، فتوشیمیایی و علوم داده پیچیده به‌طور فزاینده‌ای استاندارد هستند.من انتظار دارم روش‌هایی که از این ابزارها استفاده می‌کنند بیشتر شکوفا شوند و شیمی را برای ما به ارمغان بیاورند که هرگز تصورش را نمی‌کردیم.»

توجه: تمامی پاسخ ها از طریق ایمیل ارسال شد.