Efnafræðingar í akademíunni og atvinnulífinu ræða það sem kemur í fréttirnar á næsta ári

6 sérfræðingar spá fyrir um stóra þróun efnafræðinnar fyrir árið 2023

Efnafræðingar í akademíunni og atvinnulífinu ræða það sem kemur í fréttirnar á næsta ári

Inneign: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, yfirtæknistjóri, NANOTECH ENERGY, OG RAFAEFNI, HÁSKÓLI KALÍFORNÍU, LOS ANGELES

Inneign: með leyfi Maher El-Kady

„Til þess að útrýma ósjálfstæði okkar á jarðefnaeldsneyti og draga úr kolefnislosun okkar er eini raunverulegi valkosturinn að rafvæða allt frá heimilum til bíla.Á síðustu árum höfum við upplifað miklar byltingar í þróun og framleiðslu á öflugri rafhlöðum sem búist er við að muni verulega breyta því hvernig við ferðumst í vinnuna og heimsækjum vini og fjölskyldu.Til að tryggja algjöra umskipti yfir í raforku er enn þörf á frekari endurbótum á orkuþéttleika, endurhleðslutíma, öryggi, endurvinnslu og kostnaði á kílóvattstund.Það má búast við að rafhlöðurannsóknir muni vaxa enn frekar árið 2023 með auknum fjölda efna- og efnafræðinga sem vinna saman að því að koma fleiri rafbílum á veginn.

KLAUS LACKNER, FORSTJÓRI, MIÐSTÖÐ FYRIR neikvæðri kolefnislosun, ARIZONA ríkisháskólinn

Inneign: Arizona State University

„Frá og með COP27, [alþjóðlegu umhverfisráðstefnunni sem haldin var í nóvember í Egyptalandi], varð 1,5 °C loftslagsmarkmiðið óviðráðanlegt og lagði áherslu á nauðsyn kolefnisfjarlægingar.Þess vegna mun árið 2023 sjá framfarir í tækni fyrir beina lofttöku.Þau veita stigstærð nálgun á neikvæða losun, en eru of dýr fyrir stjórnun kolefnisúrgangs.Hins vegar getur beint loftfang byrjað lítið og vaxið frekar en stærð.Rétt eins og sólarrafhlöður gætu bein loftfangatæki verið fjöldaframleidd.Fjöldaframleiðsla hefur sýnt fram á kostnaðarlækkun um stærðargráður.Árið 2023 gæti gefið innsýn í hvaða tækni sem boðið er upp á getur nýtt sér kostnaðarlækkunina sem felst í fjöldaframleiðslu.“

RALPH MARQUARDT, NÝSKÖPUNARSTJÓRI, EVONIK INDUSTRIES

Inneign: Evonik Industries

„Að stöðva loftslagsbreytingar er stórt verkefni.Það getur aðeins tekist ef við notum verulega færri auðlindir.Raunverulegt hringlaga hagkerfi er nauðsynlegt til þess.Framlög efnaiðnaðarins til þessa eru meðal annars nýstárleg efni, ný ferli og aukefni sem hjálpa til við að ryðja brautina fyrir endurvinnslu á vörum sem þegar hafa verið notaðar.Þeir gera vélræna endurvinnslu skilvirkari og gera mikilvæga endurvinnslu efna, jafnvel umfram grunnhitun.Til að breyta úrgangi í verðmæt efni þarf sérfræðiþekkingu frá efnaiðnaðinum.Í raunverulegri hringrás er úrgangur endurunninn og verður verðmætt hráefni fyrir nýjar vörur.Hins vegar verðum við að vera fljótir;Það er þörf á nýjungum okkar núna til að gera hringlaga hagkerfið kleift í framtíðinni.“

SARAH E. O'CONNOR, FORSTJÓRI, DEILD NÁTTÚRUVÖRUBIFRÚÐAR, MAX PLANCK STOFNUN FYRIR EFNAVÍFFRÆÐI

Úthlutun: Sebastian Reuter

„-Omics-tækni er notuð til að uppgötva genin og ensímin sem bakteríur, sveppir, plöntur og aðrar lífverur nota til að búa til flóknar náttúruafurðir.Þessi gen og ensím er síðan hægt að nota, oft ásamt efnaferlum, til að þróa umhverfisvæna lífhvataframleiðsluvettvang fyrir ótal sameindir.Við getum nú gert '-omics' á einni frumu.Ég spái því að við munum sjá hvernig einfruma umritun og erfðafræði eru að gjörbylta hraðanum sem við finnum þessi gen og ensím á.Þar að auki er einfrumuefnaskiptafræði nú möguleg, sem gerir okkur kleift að mæla styrk efna í einstökum frumum, sem gefur okkur mun nákvæmari mynd af því hvernig fruman virkar sem efnaverksmiðja.

RICHMOND SARPONG, LÍNFRÆÐUR efnafræðingur, HÁSKÓLI KALÍFORNÍU, BERKELEY

Inneign: Niki Stefanelli

„Betri skilningur á margbreytileika lífrænna sameinda, til dæmis hvernig á að greina á milli byggingarflækjustigs og auðsmíðunar, mun halda áfram að koma upp úr framförum í vélanámi, sem mun einnig leiða til hröðunar í fínstillingu viðbragða og spá.Þessar framfarir munu fæða nýjar leiðir til að hugsa um að auka fjölbreytni í efnarými.Ein leið til að gera þetta er með því að gera breytingar á jaðri sameinda og önnur er að hafa áhrif á breytingar á kjarna sameinda með því að breyta beinagrindum sameinda.Vegna þess að kjarni lífrænna sameinda samanstanda af sterkum tengjum eins og kolefni-kolefni, kolefni-köfnunarefni og kolefni-súrefnistengi, tel ég að við munum sjá fjölgun aðferða til að virkja þessar tegundir af tengjum, sérstaklega í óþvinguðum kerfum.Framfarir í hvataljósmyndun munu líklega einnig stuðla að nýjum stefnum í beinagrindklippingu.

ALISON WENDLANDT, LÍFFRÆÐI Efnafræðingur, TÆKNISTOFNUN MASSACHUSETTS

Inneign: Justin Knight

„Árið 2023 munu lífrænir efnafræðingar halda áfram að ýta undir sérhæfni.Ég geri ráð fyrir frekari vexti klippiaðferða sem bjóða upp á nákvæmni á atómstigi sem og ný verkfæri til að sérsníða stórsameindir.Ég held áfram að vera innblásin af samþættingu tækni sem einu sinni var aðliggjandi í verkfærasettinu fyrir lífræna efnafræði: lífhvata, rafefnafræðileg, ljósefnafræðileg og háþróuð gagnavísindaverkfæri eru sífellt staðlaðari fargjöld.Ég býst við að aðferðir sem nýta þessi verkfæri muni blómstra enn frekar og færa okkur efnafræði sem við höfðum aldrei ímyndað okkur að væri hægt.

Athugið: Öll svör voru send með tölvupósti.