6 fakuloj antaŭdiras la grandajn tendencojn de kemio por 2023
Kemiistoj en la akademio kaj industrio diskutas pri tio, kio faros fraptitolojn venontjare
Kredito: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, ĈEFA TEKNOLOGIA OFICISTO, NANOTEKNOLOGIA ENERGIO, KAJ ELEKTROKEMIISTO, UNIVERSITATO DE KALIFORNIO, LOS-ANĜELESO
Kredito: Gentileco de Maher El-Kady
“Por forigi nian dependecon de fosiliaj brulaĵoj kaj redukti niajn karbonajn emisiojn, la sola vera alternativo estas elektrigi ĉion, de hejmoj ĝis aŭtoj. En la lastaj jaroj, ni spertis gravajn sukcesojn en la disvolviĝo kaj fabrikado de pli potencaj baterioj, kiuj supozeble draste ŝanĝos la manieron kiel ni vojaĝas al la laboro kaj vizitas amikojn kaj familion. Por certigi kompletan transiron al elektra energio, pluaj plibonigoj en energidenseco, reŝarga tempo, sekureco, reciklado kaj kosto por kilovathoro ankoraŭ necesas. Oni povas atendi, ke bateriesplorado plu kreskos en 2023 kun kreskanta nombro da kemiistoj kaj materialsciencistoj laborantaj kune por helpi meti pli da elektraj aŭtoj sur la vojojn.”
KLAUS LACKNER, DIREKTORO, CENTRO POR NEGATIVAJ KARBONAJ EMISIOJ, ARIZONA ŜTATA UNIVERSITATO
Kredito: Arizona State University
“Ekde COP27, [la internacia media konferenco okazinta en novembro en Egiptujo], la klimata celo de 1,5 °C fariĝis malfacile atingebla, emfazante la bezonon de karbona forigo. Tial, en 2023 oni vidos progresojn en teknologioj por rekta aerkaptado. Ili provizas skaleblan aliron al negativaj emisioj, sed estas tro multekostaj por administrado de karbona rubo. Tamen, rekta aerkaptado povas komenciĝi malgranda kaj kreski laŭ nombro anstataŭ grandeco. Same kiel sunpaneloj, aparatoj por rekta aerkaptado povus esti amasproduktitaj. Amasproduktado montris kostreduktojn je grandordoj. 2023 eble provizos ekrigardon al kiuj el la proponitaj teknologioj povas profiti de la kostreduktoj enecaj en amasfabrikado.”
RALPH MARQUARDT, Ĉefa Oficisto pri Novigado, EVONIK INDUSTRIES
Kredito: Evonik Industries
“Halti klimatan ŝanĝon estas grava tasko. Ĝi povas sukcesi nur se ni uzas signife malpli da rimedoj. Vera cirkla ekonomio estas esenca por tio. La kontribuoj de la kemia industrio al tio inkluzivas novigajn materialojn, novajn procezojn kaj aldonaĵojn, kiuj helpas pavimi la vojon por reciklado de jam uzitaj produktoj. Ili igas mekanikan recikladon pli efika kaj ebligas senchavan kemian recikladon eĉ preter baza pirolizo. Transformi rubon en valorajn materialojn postulas kompetentecon de la kemia industrio. En reala ciklo, rubo estas reciklita kaj fariĝas valoraj krudmaterialoj por novaj produktoj. Tamen, ni devas esti rapidaj; niaj novigoj estas bezonataj nun por ebligi la cirklan ekonomion en la estonteco.”
SARAH E. O'CONNOR, DIREKTORO, DEPARTAMENTO DE BIOSINTEZO DE NATURAJ PRODUKTOJ, INSTITUTO MAX PLANCK POR KEMIA EKOLOGIO
Kredito: Sebastian Reuter
“Teknikoj de '-omiko' estas uzataj por malkovri la genojn kaj enzimojn, kiujn bakterioj, fungoj, plantoj kaj aliaj organismoj uzas por sintezi kompleksajn naturajn produktojn. Ĉi tiuj genoj kaj enzimoj povas esti uzataj, ofte kombine kun kemiaj procezoj, por disvolvi ekologie amikajn biokatalizajn produktadplatformojn por sennombraj molekuloj. Ni nun povas fari '-omikon' sur unuopa ĉelo. Mi antaŭdiras, ke ni vidos kiel unuĉela transkriptomiko kaj genomiko revolucias la rapidecon, kun kiu ni trovas ĉi tiujn genojn kaj enzimojn. Krome, unuĉela metabolomiko nun eblas, permesante al ni mezuri la koncentriĝon de kemiaĵoj en individuaj ĉeloj, donante al ni multe pli precizan bildon pri kiel la ĉelo funkcias kiel kemia fabriko.”
RICHMOND SARPONG, ORGANIKA KEMIISTO, UNIVERSITATO DE KALIFORNIO, BERKELEJO
Kredito: Niki Stefanelli
“Pli bona kompreno pri la komplekseco de organikaj molekuloj, ekzemple kiel distingi inter struktura komplekseco kaj facileco de sintezo, daŭre aperos el progresoj en maŝinlernado, kiu ankaŭ kondukos al akcelo en reakcia optimumigo kaj antaŭdiro. Ĉi tiuj progresoj nutros novajn manierojn pensi pri diversigo de kemia spaco. Unu maniero fari tion estas per ŝanĝoj al la periferio de molekuloj kaj alia estas influi ŝanĝojn al la kerno de molekuloj per redaktado de la skeletoj de molekuloj. Ĉar la kernoj de organikaj molekuloj konsistas el fortaj ligoj kiel karbono-karbonaj, karbono-nitrogenaj kaj karbono-oksigenaj ligoj, mi kredas, ke ni vidos kreskon en la nombro da metodoj por funkciigi ĉi tiujn specojn de ligoj, precipe en nestreĉitaj sistemoj. Progresoj en fotoredoksa katalizo ankaŭ verŝajne kontribuos al novaj direktoj en skeletredaktado.”
ALISON WENDLANDT, ORGANIKA KEMIISTO, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Kredito: Justin Knight
“En 2023, organikaj kemiistoj daŭre puŝos selektivecajn ekstremojn. Mi antaŭvidas plian kreskon de redaktaj metodoj ofertantaj atomnivelan precizecon same kiel novajn ilojn por adapti makromolekulojn. Min daŭre inspiras la integrado de iam apudaj teknologioj en la organikan kemian ilaron: biokatalizaj, elektrokemiaj, fotokemiaj kaj sofistikaj datumsciencaj iloj estas pli kaj pli normaj. Mi atendas, ke metodoj utiligantaj ĉi tiujn ilojn plu floros, alportante al ni kemion, kiun ni neniam imagis ebla.”
Noto: Ĉiuj respondoj estis senditaj per retpoŝto.
Afiŝtempo: 7-a de februaro 2023