6 experts voorspellen de grote trends in de chemie voor 2023
Chemici in de academische wereld en de industrie bespreken wat volgend jaar de krantenkoppen zal halen
Credits: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, CHIEF TECHNOLOGY OFFICER, NANOTECH ENERGY EN ELEKTROCHEMIST, UNIVERSITY OF CALIFORNIA, LOS ANGELES
Krediet: met dank aan Maher El-Kady
“Om onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te elimineren en onze CO2-uitstoot te verminderen, is het enige echte alternatief om alles te elektrificeren, van huizen tot auto's.In de afgelopen jaren hebben we grote doorbraken meegemaakt in de ontwikkeling en productie van krachtigere batterijen die naar verwachting de manier waarop we naar het werk reizen en vrienden en familie bezoeken drastisch zal veranderen.Om een volledige overgang naar elektrische energie te garanderen, zijn nog verdere verbeteringen nodig op het gebied van energiedichtheid, oplaadtijd, veiligheid, recycling en kosten per kilowattuur.Je kunt verwachten dat het batterijonderzoek in 2023 verder zal groeien met een toenemend aantal chemici en materiaalwetenschappers die samenwerken om meer elektrische auto's op de weg te helpen.”
KLAUS LACKNER, DIRECTEUR, CENTRUM VOOR NEGATIEVE KOOLSTOFEMISSIES, ARIZONA STATE UNIVERSITY
Krediet: Universiteit van de Staat van Arizona
“Vanaf COP27, [de internationale milieuconferentie die in november in Egypte werd gehouden], werd het klimaatdoel van 1,5 °C ongrijpbaar, wat de noodzaak van koolstofverwijdering benadrukte.Daarom zullen in 2023 vorderingen worden gemaakt op het gebied van technologieën voor directe luchtafvang.Ze bieden een schaalbare benadering van negatieve emissies, maar zijn te duur voor het beheer van koolstofafval.Directe luchtopvang kan echter klein beginnen en eerder in aantal dan in omvang toenemen.Net als zonnepanelen kunnen direct-air-capture-apparaten in massa worden geproduceerd.Massaproductie heeft geleid tot kostenreducties met ordes van grootte.2023 kan een glimp opvangen van welke van de aangeboden technologieën kunnen profiteren van de kostenbesparingen die inherent zijn aan massaproductie.”
RALPH MARQUARDT, CHIEF INNOVATION OFFICER, EVONIK INDUSTRIES
Krediet: Evonik Industries
“Klimaatverandering stoppen is een grote opgave.Het kan alleen slagen als we aanzienlijk minder middelen gebruiken.Een echte circulaire economie is daarvoor essentieel.De bijdragen van de chemische industrie hieraan zijn onder meer innovatieve materialen, nieuwe processen en additieven die de weg vrijmaken voor recycling van producten die al zijn gebruikt.Ze maken mechanische recycling efficiënter en maken zinvolle chemische recycling mogelijk, zelfs buiten de standaard pyrolyse om.Afval omzetten in waardevolle materialen vraagt om expertise van de chemische industrie.In een echte kringloop wordt afval gerecycled en wordt het waardevolle grondstof voor nieuwe producten.We moeten echter snel zijn;onze innovaties zijn nu nodig om de circulaire economie in de toekomst mogelijk te maken.”
SARAH E. O'CONNOR, DIRECTEUR, AFDELING BIOSYNTHESE VAN NATUURLIJKE PRODUCTEN, MAX PLANCK INSTITUUT VOOR CHEMISCHE ECOLOGIE
Credits: Sebastian Reuter
“ '-Omics'-technieken worden gebruikt om de genen en enzymen te ontdekken die bacteriën, schimmels, planten en andere organismen gebruiken om complexe natuurlijke producten te synthetiseren.Deze genen en enzymen kunnen vervolgens, vaak in combinatie met chemische processen, worden gebruikt om milieuvriendelijke biokatalytische productieplatforms te ontwikkelen voor talloze moleculen.We kunnen nu '-omics' doen op een enkele cel.Ik voorspel dat we zullen zien hoe single-cell transcriptomics en genomics een revolutie teweegbrengen in de snelheid waarmee we deze genen en enzymen vinden.Bovendien is single-cell metabolomics nu mogelijk, waardoor we de concentratie van chemicaliën in individuele cellen kunnen meten, waardoor we een veel nauwkeuriger beeld krijgen van hoe de cel functioneert als chemische fabriek.”
RICHMOND SARPONG, ORGANISCHE CHEMIST, UNIVERSITEIT VAN CALIFORNIA, BERKELEY
Krediet: Niki Stefanelli
"Een beter begrip van de complexiteit van organische moleculen, bijvoorbeeld hoe onderscheid te maken tussen structurele complexiteit en gemak van synthese, zal voortkomen uit vooruitgang in machine learning, wat ook zal leiden tot versnelling van reactie-optimalisatie en voorspelling.Deze vorderingen zullen nieuwe manieren voeden om na te denken over het diversifiëren van de chemische ruimte.Een manier om dit te doen is door veranderingen aan te brengen in de periferie van moleculen en een andere manier is om veranderingen in de kern van moleculen te beïnvloeden door de skeletten van moleculen te bewerken.Omdat de kernen van organische moleculen bestaan uit sterke bindingen zoals koolstof-koolstof-, koolstof-stikstof- en koolstof-zuurstofbindingen, denk ik dat we een groei zullen zien in het aantal methoden om dit soort bindingen te functionaliseren, vooral in ongespannen systemen.Vooruitgang in fotoredoxkatalyse zal waarschijnlijk ook bijdragen aan nieuwe richtingen in het bewerken van skeletten."
ALISON WENDLANDT, ORGANISCH CHEMIST, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Krediet: Justin Knight
“In 2023 zullen organische scheikundigen selectiviteitsuitersten blijven pushen.Ik verwacht een verdere groei van bewerkingsmethoden die precisie op atoomniveau bieden, evenals nieuwe tools voor het op maat maken van macromoleculen.Ik blijf geïnspireerd raken door de integratie van eens aangrenzende technologieën in de toolkit voor organische chemie: biokatalytische, elektrochemische, fotochemische en geavanceerde datawetenschapstools zijn steeds meer standaard.Ik verwacht dat methoden die gebruikmaken van deze tools verder zullen bloeien en ons chemie zullen brengen die we nooit voor mogelijk hadden gehouden.
Opmerking: alle reacties zijn per e-mail verzonden.
Posttijd: 07-02-2023