Els químics de l'àmbit acadèmic i de la indústria discuteixen què farà notícia l'any vinent

6 experts prediuen les grans tendències de la química per al 2023

Els químics de l'àmbit acadèmic i de la indústria discuteixen què farà notícia l'any vinent

Crèdit: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, CAP OFICIAL DE TECNOLOGIA, ENERGIA NANOTÉCNICA I ELECTROQUÍMIC, UNIVERSITAT DE CALIFORNIA, LOS ANGELES

Crèdit: cortesia de Maher El-Kady

"Per eliminar la nostra dependència dels combustibles fòssils i reduir les nostres emissions de carboni, l'única alternativa real és electrificar tot, des de les llars fins als cotxes.En els últims anys, hem experimentat grans avenços en el desenvolupament i la fabricació de bateries més potents que s'espera que canviïn dràsticament la nostra manera de viatjar a la feina i visitar amics i familiars.Per garantir la transició completa a l'energia elèctrica, encara es necessiten millores addicionals en la densitat d'energia, el temps de recàrrega, la seguretat, el reciclatge i el cost per quilowatt hora.Es pot esperar que la investigació de les bateries creixi encara més el 2023 amb un nombre creixent de químics i científics de materials que treballen junts per ajudar a posar més cotxes elèctrics a la carretera".

KLAUS LACKNER, DIRECTOR, CENTRE PER A EMISSIONS NEGATIVES DE CARBONI, UNIVERSITAT ESTATAL D'ARIZONA

Crèdit: Arizona State University

"A partir de la COP27, [la conferència mediambiental internacional celebrada al novembre a Egipte], l'objectiu climàtic d'1,5 °C es va convertir en elusió, posant èmfasi en la necessitat d'eliminar el carboni.Per tant, el 2023 es veuran avenços en les tecnologies de captura directa d'aire.Proporcionen un enfocament escalable de les emissions negatives, però són massa cars per a la gestió de residus de carboni.No obstant això, la captura directa d'aire pot començar petit i créixer en nombre més que en grandària.Igual que els panells solars, els dispositius de captació directa d'aire es podrien produir en massa.La producció en massa ha demostrat reduccions de costos per ordres de magnitud.El 2023 pot oferir una visió de quina de les tecnologies ofertes pot aprofitar les reduccions de costos inherents a la fabricació en massa".

RALPH MARQUARDT, DIRECTOR D'INNOVACIÓ, EVONIK INDUSTRIES

Crèdit: Evonik Industries

“Aturar el canvi climàtic és una tasca important.Només pot tenir èxit si fem servir molt menys recursos.Per això és essencial una autèntica economia circular.Les contribucions de la indústria química a això inclouen materials innovadors, nous processos i additius que ajuden a obrir el camí per al reciclatge de productes que ja s'han utilitzat.Fan que el reciclatge mecànic sigui més eficient i permeten un reciclatge químic significatiu fins i tot més enllà de la piròlisi bàsica.Transformar els residus en materials valuosos requereix experiència de la indústria química.En un cicle real, els residus es reciclen i es converteixen en matèries primeres valuoses per a nous productes.Tanmateix, hem de ser ràpids;Les nostres innovacions són necessàries ara per permetre l'economia circular en el futur".

SARAH E. O'CONNOR, DIRECTORA, DEPARTAMENT DE BIOSÍNTESI DE PRODUCTES NATURALS, INSTITUT MAX PLANCK D'ECOLOGIA QUÍMICA

Crèdit: Sebastian Reuter

“Les tècniques '-òmiques' s'utilitzen per descobrir els gens i els enzims que els bacteris, els fongs, les plantes i altres organismes utilitzen per sintetitzar productes naturals complexos.Aquests gens i enzims es poden utilitzar, sovint en combinació amb processos químics, per desenvolupar plataformes de producció biocatalítica respectuoses amb el medi ambient per a infinitat de molècules.Ara podem fer '-òmics' en una sola cel·la.Preveixo que veurem com la transcriptòmica i la genòmica unicel·lular estan revolucionant la velocitat amb què trobem aquests gens i enzims.A més, ara és possible la metabolòmica unicel·lular, que ens permet mesurar la concentració de productes químics en cèl·lules individuals, donant-nos una imatge molt més precisa de com funciona la cèl·lula com a fàbrica química".

RICHMOND SARPONG, QUÍMIC ORGÀNIC, UNIVERSITAT DE CALIFORNIA, BERKELEY

Crèdit: Niki Stefanelli

"Una millor comprensió de la complexitat de les molècules orgàniques, per exemple com discernir entre la complexitat estructural i la facilitat de síntesi, continuarà sorgint dels avenços en l'aprenentatge automàtic, que també conduirà a l'acceleració en l'optimització i predicció de reaccions.Aquests avenços alimentaran noves maneres de pensar en la diversificació de l'espai químic.Una manera de fer-ho és fent canvis a la perifèria de les molècules i una altra és afectar els canvis al nucli de les molècules editant els esquelets de les molècules.Com que els nuclis de les molècules orgàniques consisteixen en enllaços forts com els enllaços carboni-carboni, carboni-nitrogen i carboni-oxigen, crec que veurem un creixement en el nombre de mètodes per funcionalitzar aquest tipus d'enllaços, especialment en sistemes sense tensió.Els avenços en la catàlisi fotoredox també contribuiran a noves direccions en l'edició de l'esquelet".

ALISON WENDLANDT, QUÍMICA ORGÀNICA, INSTITUT DE TECNOLOGIA DE MASSACHUSETTS

Crèdit: Justin Knight

"El 2023, els químics orgànics continuaran impulsant els extrems de la selectivitat.Preveixo un major creixement dels mètodes d'edició que ofereixen precisió a nivell d'àtoms, així com noves eines per adaptar macromolècules.Continuo inspirant-me en la integració de tecnologies abans adjacents al conjunt d'eines de química orgànica: les eines biocatalítiques, electroquímiques, fotoquímiques i de ciència de dades sofisticades són cada cop més estàndard.Espero que els mètodes que aprofitin aquestes eines floreixin encara més, aportant-nos una química que mai haguéssim imaginat possible".

Nota: totes les respostes es van enviar per correu electrònic.