כימאים באקדמיה ובתעשייה דנים במה יעלה לכותרות בשנה הבאה

6 מומחים חוזים את המגמות הגדולות של הכימיה לשנת 2023

כימאים באקדמיה ובתעשייה דנים במה יעלה לכותרות בשנה הבאה

קרדיט: וויל לודוויג/C&EN/Shutterstock

מאהר אל-קאדי, קצין טכנולוגיה ראשי, ננוטק אנרגיה ואלקטרוכימאי, אוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס

קרדיט: באדיבות מאהר אל-קאדי

"כדי לבטל את התלות שלנו בדלקים מאובנים ולהפחית את פליטת הפחמן שלנו, האלטרנטיבה האמיתית היחידה היא לחשמל כל דבר, מבתים ועד מכוניות.בשנים האחרונות חווינו פריצות דרך גדולות בפיתוח וייצור של סוללות חזקות יותר שצפויות לשנות באופן דרמטי את הדרך בה אנו נוסעים לעבודה ומבקרים חברים ובני משפחה.כדי להבטיח מעבר מלא לחשמל, עדיין נדרשים שיפורים נוספים בצפיפות האנרגיה, זמן הטעינה, הבטיחות, המיחזור והעלות לקילוואט שעה.אפשר לצפות שחקר הסוללות יגדל עוד ב-2023 עם מספר הולך וגדל של כימאים ומדעני חומרים שעובדים יחד כדי לעזור להעלות יותר מכוניות חשמליות על הכביש".

קלאוס לאקנר, מנהל, המרכז לפליטות פחמן שליליות, אוניברסיטת אריזונה

קרדיט: אוניברסיטת אריזונה סטייט

"החל מ-COP27, [ועידת הסביבה הבינלאומית שהתקיימה בנובמבר במצרים], יעד האקלים של 1.5 מעלות צלזיוס הפך חמקמק, והדגיש את הצורך בסילוק פחמן.לכן, 2023 תראה התקדמות בטכנולוגיות לכידת אוויר ישירה.הם מספקים גישה ניתנת להרחבה לפליטות שליליות, אך הם יקרים מדי לניהול פסולת פחמן.עם זאת, לכידת אוויר ישירה יכולה להתחיל בקטן ולגדול במספר ולא בגודל.בדיוק כמו פאנלים סולאריים, ניתן לייצר מכשירי לכידת אוויר ישירה.ייצור המוני הוכיח הפחתת עלויות בסדרי גודל.2023 עשויה להציע הצצה לאיזו מהטכנולוגיות המוצעות יכולות לנצל את הפחתת העלויות הגלומה בייצור המוני".

RALPH MARQUARDT, קצין חדשנות ראשי, EVONIK INDUSTRIES

קרדיט: אווניק תעשיות

"עצירת שינויי האקלים היא משימה מרכזית.זה יכול להצליח רק אם נשתמש בפחות משאבים באופן משמעותי.כלכלה מעגלית אמיתית חיונית לשם כך.תרומתה של התעשייה הכימית לכך כוללת חומרים חדשניים, תהליכים חדשים ותוספים המסייעים לסלול את הדרך למיחזור מוצרים שכבר נעשה בהם שימוש.הם הופכים את המיחזור המכני ליעיל יותר ומאפשרים מיחזור כימי משמעותי גם מעבר לפירוליזה בסיסית.הפיכת פסולת לחומרים יקרי ערך דורשת מומחיות מהתעשייה הכימית.במחזור אמיתי, הפסולת ממוחשבת והופכת לחומרי גלם יקרי ערך למוצרים חדשים.עם זאת, עלינו להיות מהירים;החידושים שלנו נחוצים כעת כדי לאפשר את הכלכלה המעגלית בעתיד."

שרה א' אוקונור, מנהלת, המחלקה לביוסינתזה של מוצרים טבעיים, מכון מקס פלנק לאקולוגיה כימית

קרדיט: סבסטיאן רויטר

"טכניקות '-Omics' משמשות לגילוי הגנים והאנזימים שבהם משתמשים חיידקים, פטריות, צמחים ואורגניזמים אחרים כדי לסנתז מוצרים טבעיים מורכבים.לאחר מכן ניתן להשתמש בגנים ובאנזימים אלה, לעתים קרובות בשילוב עם תהליכים כימיים, לפיתוח פלטפורמות ייצור ביו-קטליטיות ידידותיות לסביבה עבור אינספור מולקולות.כעת אנו יכולים לעשות '-omics' על תא בודד.אני צופה שנראה כיצד התעתיק והגנומיקה של תא בודד מחוללים מהפכה במהירות שבה אנו מוצאים את הגנים והאנזימים הללו.יתרה מכך, מטבולומיקה של תא בודד אפשרית כעת, המאפשרת לנו למדוד את ריכוז הכימיקלים בתאים בודדים, מה שנותן לנו תמונה הרבה יותר מדויקת של האופן שבו התא מתפקד כמפעל כימי".

ריצ'מונד סארפונג, כימאי אורגני, אוניברסיטת קליפורניה, ברקלי

קרדיט: ניקי סטפנלי

"הבנה טובה יותר של המורכבות של מולקולות אורגניות, למשל איך להבחין בין מורכבות מבנית וקלות סינתזה, תמשיך לצמוח מההתקדמות בלמידת מכונה, שתוביל גם להאצה באופטימיזציה וחיזוי התגובה.התקדמות אלה יזינו דרכים חדשות לחשוב על גיוון המרחב הכימי.דרך אחת לעשות זאת היא באמצעות ביצוע שינויים בפריפריה של מולקולות ואחרת היא להשפיע על שינויים בליבת המולקולות על ידי עריכת שלדי המולקולות.מכיוון הליבות של מולקולות אורגניות מורכבות מקשרים חזקים כמו פחמן-פחמן, פחמן-חנקן וקשרי פחמן-חמצן, אני מאמין שנראה גידול במספר השיטות לפונקציונליזציה של סוגי קשרים אלה, במיוחד במערכות לא מאומצות.סביר להניח שההתקדמות בקטליזה של photoredox תתרום לכיוונים חדשים בעריכת השלד".

אליסון וונדלנדט, כימאי אורגני, המכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס

קרדיט: ג'סטין נייט

"בשנת 2023, כימאים אורגניים ימשיכו לדחוף את קיצוני הסלקטיביות.אני צופה צמיחה נוספת של שיטות עריכה המציעות דיוק ברמת האטום וכן כלים חדשים להתאמת מקרומולקולות.אני ממשיך לקבל השראה מהשילוב של טכנולוגיות שפעם היו סמוכות בערכת הכלים של כימיה אורגנית: כלים ביו-קטליטיים, אלקטרוכימיים, פוטוכימיים ומתוחכמים למדעי נתונים הם יותר ויותר תעריפים סטנדרטיים.אני מצפה ששיטות הממנפות את הכלים הללו יפרחו עוד יותר, ויביאו לנו כימיה שלא תיארנו לעצמנו שהיא אפשרית".

הערה: כל התגובות נשלחו בדוא"ל.