นักเคมีในสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรมหารือเกี่ยวกับสิ่งที่จะเป็นหัวข้อข่าวในปีหน้า

ผู้เชี่ยวชาญ 6 คนทำนายแนวโน้มใหญ่ของเคมีในปี 2566

นักเคมีในสถาบันการศึกษาและอุตสาหกรรมหารือเกี่ยวกับสิ่งที่จะเป็นหัวข้อข่าวในปีหน้า

เครดิต: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยี NANOTECH ENERGY และ ELECTROCHEMIST มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส

เครดิต: ความอนุเคราะห์จาก Maher El-Kady

“เพื่อขจัดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ทางเลือกเดียวที่แท้จริงคือการใช้พลังงานไฟฟ้าทุกอย่างตั้งแต่บ้านไปจนถึงรถยนต์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราประสบกับความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการพัฒนาและผลิตแบตเตอรี่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ซึ่งคาดว่าจะเปลี่ยนวิธีการเดินทางไปทำงานและเยี่ยมเพื่อนและครอบครัวไปอย่างมากเพื่อให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนไปใช้พลังงานไฟฟ้าอย่างสมบูรณ์ ยังคงต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติมในด้านความหนาแน่นของพลังงาน เวลาในการชาร์จ ความปลอดภัย การรีไซเคิล และต้นทุนต่อกิโลวัตต์ชั่วโมงเราสามารถคาดหวังได้ว่าการวิจัยแบตเตอรี่จะเติบโตต่อไปในปี 2566 ด้วยจำนวนนักเคมีและนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุที่เพิ่มขึ้นที่ทำงานร่วมกันเพื่อช่วยให้รถยนต์ไฟฟ้าออกสู่ท้องถนนมากขึ้น”

คลอส แลคเนอร์ ผู้อำนวยการศูนย์การปล่อยคาร์บอนเชิงลบ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนา

เครดิต: มหาวิทยาลัยแห่งรัฐแอริโซนา

“จากการประชุม COP27 [การประชุมด้านสิ่งแวดล้อมระหว่างประเทศที่จัดขึ้นในเดือนพฤศจิกายนที่ประเทศอียิปต์] เป้าหมายสภาพภูมิอากาศที่ 1.5 °C กลายเป็นเรื่องที่เข้าใจยาก โดยเน้นย้ำถึงความจำเป็นในการกำจัดคาร์บอนดังนั้น ในปี 2023 จะเห็นความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการดักจับอากาศโดยตรงพวกเขาให้แนวทางที่ปรับขนาดได้ในการปล่อยมลพิษ แต่มีราคาแพงเกินไปสำหรับการจัดการขยะคาร์บอนอย่างไรก็ตาม การดักจับอากาศโดยตรงสามารถเริ่มได้ทีละน้อยและเพิ่มจำนวนขึ้นมากกว่าขนาดเช่นเดียวกับแผงโซลาร์ อุปกรณ์จับอากาศโดยตรงสามารถผลิตจำนวนมากได้การผลิตจำนวนมากได้แสดงให้เห็นถึงการลดต้นทุนตามลำดับความสำคัญปี 2023 อาจเป็นบทสรุปว่าเทคโนโลยีใดที่นำเสนอสามารถใช้ประโยชน์จากการลดต้นทุนที่มีอยู่ในการผลิตจำนวนมาก”

RALPH MARQUAARDT ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายนวัตกรรม EVONIK INDUSTRIES

เครดิต: Evonik Industries

“การหยุดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นงานหลักจะประสบความสำเร็จได้ก็ต่อเมื่อเราใช้ทรัพยากรน้อยลงอย่างมากเศรษฐกิจหมุนเวียนอย่างแท้จริงเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งนี้การมีส่วนร่วมของอุตสาหกรรมเคมีในด้านนี้ ได้แก่ วัสดุนวัตกรรม กระบวนการใหม่ และสารเติมแต่งที่ช่วยปูทางสำหรับการรีไซเคิลผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทำให้การรีไซเคิลเชิงกลมีประสิทธิภาพมากขึ้น และช่วยให้การรีไซเคิลสารเคมีมีความหมายยิ่งกว่าไพโรไลซิสพื้นฐานการเปลี่ยนของเสียให้เป็นวัสดุที่มีมูลค่าต้องอาศัยความเชี่ยวชาญจากอุตสาหกรรมเคมีในวัฏจักรจริง ของเสียจะถูกรีไซเคิลและกลายเป็นวัตถุดิบที่มีค่าสำหรับผลิตภัณฑ์ใหม่อย่างไรก็ตามเราต้องรวดเร็วนวัตกรรมของเราเป็นสิ่งจำเป็นในขณะนี้เพื่อเปิดใช้งานเศรษฐกิจหมุนเวียนในอนาคต”

SARAH E. O'CONNOR, ผู้อำนวยการ, ภาควิชาไบออสซินธีซิสของผลิตภัณฑ์ธรรมชาติ, MAX PLANCK INSTITUTE FOR CHEMICAL ECOLOGY

เครดิต: เซบาสเตียน รอยเตอร์

“ เทคนิค '-โอมิกส์' ใช้ในการค้นพบยีนและเอนไซม์ที่แบคทีเรีย เชื้อรา พืช และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ใช้ในการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ธรรมชาติที่ซับซ้อนยีนและเอนไซม์เหล่านี้สามารถนำไปใช้ร่วมกับกระบวนการทางเคมีเพื่อพัฒนาแพลตฟอร์มการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาชีวภาพที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมสำหรับโมเลกุลจำนวนนับไม่ถ้วนตอนนี้เราสามารถทำ '-omics' ในเซลล์เดียวได้แล้วฉันคาดการณ์ว่าเราจะได้เห็นว่าทรานสคริปโตมิกส์เซลล์เดียวและจีโนมกำลังปฏิวัติความเร็วที่เราพบยีนและเอ็นไซม์เหล่านี้ได้อย่างไรยิ่งไปกว่านั้น เมแทบอลิซึมในเซลล์เดียวยังเป็นไปได้ ทำให้เราสามารถวัดความเข้มข้นของสารเคมีในแต่ละเซลล์ ทำให้เราเห็นภาพที่แม่นยำมากขึ้นว่าเซลล์ทำหน้าที่เป็นโรงงานผลิตสารเคมีได้อย่างไร”

RICHMOND SARPONG นักเคมีอินทรีย์ มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์

เครดิต: นิกิ สเตฟาเนลลี่

“ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับความซับซ้อนของโมเลกุลอินทรีย์ เช่น วิธีแยกแยะระหว่างความซับซ้อนของโครงสร้างและความง่ายในการสังเคราะห์ จะยังคงเกิดขึ้นจากความก้าวหน้าในการเรียนรู้ของเครื่อง ซึ่งจะนำไปสู่การเร่งความเร็วในการปรับปฏิกิริยาให้เหมาะสมที่สุดและการทำนายความก้าวหน้าเหล่านี้จะนำเสนอแนวทางใหม่ในการคิดเกี่ยวกับการกระจายพื้นที่ทางเคมีวิธีหนึ่งในการทำเช่นนี้คือการเปลี่ยนแปลงรอบนอกของโมเลกุลและอีกวิธีหนึ่งคือส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงแกนกลางของโมเลกุลโดยการแก้ไขโครงกระดูกของโมเลกุลเนื่องจากแกนกลางของโมเลกุลอินทรีย์ประกอบด้วยพันธะที่แข็งแรง เช่น พันธะคาร์บอน-คาร์บอน คาร์บอน-ไนโตรเจน และคาร์บอน-ออกซิเจน ผมเชื่อว่าเราจะเห็นจำนวนวิธีการที่เพิ่มขึ้นในการทำงานของพันธะประเภทนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในระบบที่ไม่มีข้อจำกัดความก้าวหน้าในการเร่งปฏิกิริยาโฟโตรีดอกซ์ยังมีแนวโน้มที่จะนำไปสู่ทิศทางใหม่ในการแก้ไขโครงร่าง”

ALISON WENDLANDT นักเคมีอินทรีย์ สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์

เครดิต: จัสติน ไนท์

“ในปี พ.ศ. 2566 นักเคมีอินทรีย์จะยังคงผลักดันการคัดแยกอย่างสุดโต่งฉันคาดว่าจะมีการเติบโตต่อไปของวิธีการแก้ไขที่นำเสนอความแม่นยำระดับอะตอม เช่นเดียวกับเครื่องมือใหม่สำหรับการปรับแต่งโมเลกุลขนาดใหญ่ฉันยังคงได้รับแรงบันดาลใจจากการผสานรวมเทคโนโลยีที่เคยอยู่ใกล้เคียงกันเข้ากับชุดเครื่องมือเคมีอินทรีย์: ไบโอคะตาไลติก เคมีไฟฟ้า เคมีโฟโตเคมี และเครื่องมือด้านวิทยาศาสตร์ข้อมูลที่ซับซ้อนมีมาตรฐานมากขึ้นเรื่อยๆฉันคาดหวังว่าวิธีการที่ใช้ประโยชน์จากเครื่องมือเหล่านี้จะเบ่งบานยิ่งขึ้น และนำเคมีที่เราไม่เคยคิดว่าจะเป็นไปได้มาให้เรา”

หมายเหตุ: การตอบกลับทั้งหมดถูกส่งไปทางอีเมล