6 expertos prevén as grandes tendencias da química para 2023
Químicos do mundo académico e da industria discuten o que será noticia o próximo ano
Crédito: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, XEFE DE TECNOLOXÍA, ENERXÍA NANOTÉCNICA E ELECTROQUÍMICO, UNIVERSIDADE DE CALIFORNIA, LOS ÁNGELES
Crédito: cortesía de Maher El-Kady
“Para eliminar a nosa dependencia dos combustibles fósiles e reducir as nosas emisións de carbono, a única alternativa real é electrificar todo, desde casas ata coches.Nos últimos anos, experimentamos importantes avances no desenvolvemento e fabricación de baterías máis potentes que se espera que cambien drasticamente a forma de viaxar ao traballo e visitar amigos e familiares.Para garantir a transición completa á enerxía eléctrica, aínda son necesarias novas melloras na densidade de enerxía, o tempo de recarga, a seguridade, a reciclaxe e o custo por quilovatio hora.Pódese esperar que a investigación sobre baterías medre aínda máis en 2023 cun número crecente de químicos e científicos de materiais que traballan xuntos para axudar a poñer máis coches eléctricos nas estradas.
KLAUS LACKNER, DIRECTOR, CENTRO DE EMISIÓNS NEGATIVAS DE CARBONO, UNIVERSIDADE ESTATAL DE ARIZONA
Crédito: Arizona State University
"A partir da COP27, [a conferencia ambiental internacional celebrada en novembro en Exipto], o obxectivo climático de 1,5 °C tornouse esquivo, facendo fincapé na necesidade de eliminar o carbono.Polo tanto, 2023 verá avances nas tecnoloxías de captura directa do aire.Ofrecen un enfoque escalable para as emisións negativas, pero son demasiado caros para a xestión dos residuos de carbono.Non obstante, a captura directa de aire pode comezar pequena e crecer en número en lugar de tamaño.Do mesmo xeito que os paneis solares, os dispositivos de captación directa de aire poderían producirse en masa.A produción en masa demostrou reducións de custos en ordes de magnitude.2023 pode ofrecer unha visión de cal das tecnoloxías que se ofrecen poden aproveitar as reducións de custos inherentes á fabricación en masa.
RALPH MARQUARDT, DIRECTOR DE INNOVACIÓN DE EVONIK INDUSTRIES
Crédito: Evonik Industries
"Deter o cambio climático é unha tarefa importante.Só pode ter éxito se usamos moito menos recursos.Para iso é esencial unha auténtica economía circular.Entre as contribucións da industria química a isto figuran materiais innovadores, novos procesos e aditivos que contribúen a abrir o camiño para a reciclaxe de produtos xa utilizados.Fan máis eficiente a reciclaxe mecánica e permiten unha reciclaxe química significativa incluso máis aló da pirólise básica.Converter residuos en materiais valiosos require coñecementos da industria química.Nun ciclo real, os residuos recíclase e convértense en materias primas valiosas para novos produtos.Porén, temos que ser rápidos;As nosas innovacións son necesarias agora para permitir a economía circular no futuro".
SARAH E. O'CONNOR, DIRECTORA, DEPARTAMENTO DE BIOSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS, INSTITUTO MAX PLANCK DE ECOLOXÍA QUÍMICA
Crédito: Sebastian Reuters
As técnicas '-Omics' úsanse para descubrir os xenes e encimas que usan bacterias, fungos, plantas e outros organismos para sintetizar produtos naturais complexos.Estes xenes e encimas pódense usar entón, moitas veces en combinación con procesos químicos, para desenvolver plataformas de produción biocatalítica respectuosas co medio ambiente para incontables moléculas.Agora podemos facer '-omics' nunha única cela.Predín que veremos como a transcriptómica e a xenómica unicelular están a revolucionar a velocidade coa que atopamos estes xenes e encimas.Ademais, agora é posible a metabolómica unicelular, que nos permite medir a concentración de produtos químicos en células individuais, dándonos unha imaxe moito máis precisa de como funciona a célula como unha fábrica química.
RICHMOND SARPONG, QUÍMICO ORGÁNICO, UNIVERSIDADE DE CALIFORNIA, BERKELEY
Créditos: Niki Stefanelli
"Unha mellor comprensión da complexidade das moléculas orgánicas, por exemplo como discernir entre a complexidade estrutural e a facilidade de síntese, seguirá xurdindo dos avances na aprendizaxe automática, o que tamén levará á aceleración na optimización e predición de reaccións.Estes avances alimentarán novas formas de pensar na diversificación do espazo químico.Unha forma de facelo é facendo cambios na periferia das moléculas e outra é afectar os cambios no núcleo das moléculas editando os esqueletos das moléculas.Dado que os núcleos das moléculas orgánicas consisten en enlaces fortes como enlaces carbono-carbono, carbono-nitróxeno e carbono-osíxeno, creo que veremos un crecemento no número de métodos para funcionalizar este tipo de enlaces, especialmente en sistemas sen tensión.Os avances na catálise fotoredox tamén contribuirán a novas direccións na edición do esqueleto.
ALISON WENDLANDT, QUÍMICA ORGÁNICA, INSTITUTO DE TECNOLOXÍA DE MASSACHUSETTS
Crédito: Justin Knight
"En 2023, os químicos orgánicos seguirán impulsando os extremos da selectividade.Preveo un maior crecemento dos métodos de edición que ofrecen precisión a nivel de átomos, así como novas ferramentas para adaptar macromoléculas.Sigo inspirándome na integración de tecnoloxías noutrora adxacentes no conxunto de ferramentas de química orgánica: as ferramentas biocatalíticas, electroquímicas, fotoquímicas e de ciencia de datos sofisticadas son cada vez máis estándar.Espero que os métodos que aproveitan estas ferramentas florezan aínda máis, achegándonos unha química que nunca imaxinamos posible".
Nota: todas as respostas enviáronse por correo electrónico.
Hora de publicación: 07-02-2023