يناقش الكيميائيون في الأوساط الأكاديمية والصناعية العناوين الرئيسية في العام المقبل

6 خبراء يتوقعون الاتجاهات الكبرى للكيمياء لعام 2023

يناقش الكيميائيون في الأوساط الأكاديمية والصناعية العناوين الرئيسية في العام المقبل

الائتمان: Will Ludwig / C & EN / Shutterstock

ماهر القاضي ، رئيس قسم التكنولوجيا ، شركة تكنولوجيا النانو ، والكهربائية ، جامعة كاليفورنيا ، لوس أنجلوس

المصدر: بإذن من ماهر القاضي

"من أجل القضاء على اعتمادنا على الوقود الأحفوري وتقليل انبعاثات الكربون لدينا ، فإن البديل الحقيقي الوحيد هو كهربة كل شيء من المنازل إلى السيارات.في السنوات القليلة الماضية ، شهدنا اختراقات كبيرة في تطوير وتصنيع بطاريات أكثر قوة من المتوقع أن تغير طريقة سفرنا للعمل وزيارة الأصدقاء والعائلة بشكل كبير.لضمان الانتقال الكامل إلى الطاقة الكهربائية ، لا تزال هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات في كثافة الطاقة ووقت إعادة الشحن والسلامة وإعادة التدوير والتكلفة لكل كيلوواط / ساعة.يمكن للمرء أن يتوقع نمو أبحاث البطاريات بشكل أكبر في عام 2023 مع زيادة عدد الكيميائيين وعلماء المواد الذين يعملون معًا للمساعدة في وضع المزيد من السيارات الكهربائية على الطريق ".

كلاوس لاكنر ، مدير مركز الانبعاثات الكربونية السلبية ، جامعة ولاية أريزونا

الائتمان: جامعة ولاية أريزونا

"اعتبارًا من COP27 ، [المؤتمر البيئي الدولي الذي عقد في نوفمبر في مصر] ، أصبح هدف 1.5 درجة مئوية بعيد المنال ، مما يؤكد الحاجة إلى إزالة الكربون.لذلك ، سيشهد عام 2023 تطورات في تقنيات التقاط الهواء المباشر.إنها توفر نهجًا قابلاً للتطوير للانبعاثات السلبية ، ولكنها مكلفة للغاية لإدارة نفايات الكربون.ومع ذلك ، يمكن أن يبدأ التقاط الهواء المباشر صغيرًا وينمو في العدد بدلاً من الحجم.تمامًا مثل الألواح الشمسية ، يمكن إنتاج أجهزة التقاط الهواء المباشر بكميات كبيرة.أظهر الإنتاج الضخم تخفيضات في التكاليف بأوامر من حيث الحجم.قد يقدم عام 2023 لمحة عن أي من التقنيات المعروضة يمكن أن تستفيد من تخفيضات التكلفة الكامنة في التصنيع بالجملة ".

رالف ماركوارت ، رئيس قسم الابتكارات ، صناعات EVONIK

الائتمان: صناعات Evonik

"وقف تغير المناخ مهمة رئيسية.يمكن أن ينجح فقط إذا استخدمنا موارد أقل بكثير.إن الاقتصاد الدائري الحقيقي ضروري لهذا الغرض.تشمل مساهمات الصناعة الكيميائية في ذلك المواد المبتكرة والعمليات الجديدة والإضافات التي تساعد في تمهيد الطريق لإعادة تدوير المنتجات التي تم استخدامها بالفعل.إنها تجعل إعادة التدوير الميكانيكي أكثر كفاءة وتمكن من إعادة التدوير الكيميائي المجدي حتى بعد الانحلال الحراري الأساسي.يتطلب تحويل النفايات إلى مواد قيمة خبرة من الصناعة الكيميائية.في الدورة الحقيقية ، يتم إعادة تدوير النفايات وتصبح مواد خام قيمة للمنتجات الجديدة.ومع ذلك ، يجب أن نكون سريعين.ابتكاراتنا مطلوبة الآن لتمكين الاقتصاد الدائري في المستقبل. "

سارة إي.

الائتمان: سيباستيان رويتر

تستخدم تقنيات "-Omics" لاكتشاف الجينات والإنزيمات التي تستخدمها البكتيريا والفطريات والنباتات والكائنات الحية الأخرى لتجميع المنتجات الطبيعية المعقدة.يمكن بعد ذلك استخدام هذه الجينات والإنزيمات ، غالبًا بالاقتران مع العمليات الكيميائية ، لتطوير منصات إنتاج تحفيزية حيوية صديقة للبيئة لجزيئات لا حصر لها.يمكننا الآن عمل "-omics" على خلية واحدة.أتوقع أننا سنرى كيف تُحدث نسخ الخلية المفردة وعلم الجينوم ثورة في السرعة التي نجد بها هذه الجينات والإنزيمات.علاوة على ذلك ، أصبح من الممكن الآن إجراء عمليات التمثيل الغذائي للخلية الواحدة ، مما يسمح لنا بقياس تركيز المواد الكيميائية في الخلايا الفردية ، مما يمنحنا صورة أكثر دقة عن كيفية عمل الخلية كمصنع كيميائي ".

ريتشموند ساربونج ، كيمياء عضوية ، جامعة كاليفورنيا ، بيركلي

الائتمان: نيكي ستيفانيلي

"إن فهمًا أفضل لتعقيد الجزيئات العضوية ، على سبيل المثال كيفية التمييز بين التعقيد الهيكلي وسهولة التركيب ، سيستمر في الظهور من التقدم في التعلم الآلي ، والذي سيؤدي أيضًا إلى تسريع تحسين التفاعل والتنبؤ.ستغذي هذه التطورات طرقًا جديدة للتفكير في تنويع الفضاء الكيميائي.تتمثل إحدى طرق القيام بذلك في إجراء تغييرات على محيط الجزيئات وأخرى تتمثل في إحداث تغييرات في لب الجزيئات عن طريق تحرير الهياكل العظمية للجزيئات.نظرًا لأن نوى الجزيئات العضوية تتكون من روابط قوية مثل روابط الكربون والكربون والنيتروجين والكربون والأكسجين ، أعتقد أننا سنرى نموًا في عدد الطرق لتفعيل هذه الأنواع من الروابط ، خاصة في الأنظمة غير المقيدة.من المحتمل أيضًا أن يساهم التقدم في التحفيز الضوئي الضوئي في اتجاهات جديدة في تحرير الهيكل العظمي ".

أليسون وندلاند ، كيميائي عضوي ، معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا

الائتمان: جاستن نايت

في عام 2023 ، سيستمر الكيميائيون العضويون في دفع التطرف الانتقائي.أتوقع مزيدًا من النمو في طرق التحرير التي توفر دقة على مستوى الذرة بالإضافة إلى أدوات جديدة لتصميم الجزيئات الكبيرة.ما زلت مستوحاة من دمج التقنيات التي كانت متجاورة في مجموعة أدوات الكيمياء العضوية: أدوات التحفيز الحيوي ، والكهروكيميائية ، والكيميائية الضوئية ، وأدوات علوم البيانات المتطورة أصبحت أجرًا قياسيًا بشكل متزايد.أتوقع أن تزدهر الأساليب التي تستفيد من هذه الأدوات ، وتجلب لنا الكيمياء التي لم نتخيلها أبدًا. "

ملاحظة: تم إرسال جميع الردود عبر البريد الإلكتروني.