აკადემიური და ინდუსტრიული სფეროს ქიმიკოსები განიხილავენ, თუ რა იქნება სათაურებში მომავალ წელს

6 ექსპერტი 2023 წლის ქიმიის მთავარ ტენდენციებს პროგნოზირებს

აკადემიური და ინდუსტრიული სფეროს ქიმიკოსები განიხილავენ, თუ რა იქნება სათაურებში მომავალ წელს

კრედიტი: უილ ლუდვიგი/C&EN/Shutterstock

მაჰერ ელ-კადი, ნანოტექნოლოგიური ენერგიის მთავარი ტექნოლოგიური დირექტორი და ელექტროქიმიკოსი, კალიფორნიის უნივერსიტეტი, ლოს-ანჯელესი

კრედიტი: მაჰერ ელ-კადის თავაზიანობა

„იმისათვის, რომ აღმოვფხვრათ ჩვენი დამოკიდებულება წიაღისეულ საწვავზე და შევამციროთ ნახშირბადის გამონაბოლქვი, ერთადერთი რეალური ალტერნატივა არის ყველაფრის ელექტრიფიცირება, სახლებიდან დაწყებული მანქანებით დამთავრებული. ბოლო რამდენიმე წლის განმავლობაში, ჩვენ განვიცადეთ მნიშვნელოვანი გარღვევები უფრო მძლავრი აკუმულატორების შემუშავებასა და წარმოებაში, რომლებიც, სავარაუდოდ, მკვეთრად შეცვლის ჩვენს სამსახურში მისვლისა და მეგობრებისა და ოჯახის წევრების მონახულების წესს. ელექტროენერგიაზე სრული გადასვლის უზრუნველსაყოფად, კვლავ საჭიროა ენერგიის სიმკვრივის, დატენვის დროის, უსაფრთხოების, გადამუშავების და კილოვატ საათში ღირებულების შემდგომი გაუმჯობესება. შეიძლება ველოდოთ, რომ აკუმულატორების კვლევა კიდევ უფრო გაიზრდება 2023 წელს, რადგან ქიმიკოსებისა და მასალათმცოდნეების მზარდი რაოდენობა ერთად იმუშავებს, რათა ხელი შეუწყოს გზებზე მეტი ელექტრომობილის გამოშვებას.“

კლაუს ლაკნერი, არიზონას სახელმწიფო უნივერსიტეტის უარყოფითი ნახშირბადის გამონაბოლქვის ცენტრის დირექტორი

კრედიტი: არიზონას სახელმწიფო უნივერსიტეტი

„COP27-ის [ეგვიპტეში ნოემბერში გამართული საერთაშორისო გარემოსდაცვითი კონფერენციის] მონაცემებით, 1.5°C კლიმატის მიზნის მიღწევა შეუძლებელი გახდა, რაც ნახშირბადის მოცილების აუცილებლობას უსვამს ხაზს. ამიტომ, 2023 წელს პირდაპირი ჰაერის შთანთქმის ტექნოლოგიებში წინსვლა იქნება მოსალოდნელი. ისინი უარყოფითი ემისიების მასშტაბირებად მიდგომას უზრუნველყოფენ, მაგრამ ნახშირბადის ნარჩენების მართვისთვის ძალიან ძვირია. თუმცა, პირდაპირი ჰაერის შთანთქმა შეიძლება მცირე მასშტაბით დაიწყოს და ზომით გაიზარდოს. მზის პანელების მსგავსად, პირდაპირი ჰაერის შთანთქმის მოწყობილობების მასობრივი წარმოებაც შესაძლებელია. მასობრივმა წარმოებამ ხარჯების შემცირება აჩვენა. 2023 წელი შესაძლოა იმის წარმოდგენას გვიქმნიდეს, თუ შემოთავაზებული ტექნოლოგიებიდან რომელს შეუძლია ისარგებლოს მასობრივი წარმოების თანდაყოლილი ხარჯების შემცირებით.“

რალფ მარკუარდტი, ინოვაციების მთავარი დირექტორი, EVONIK INDUSTRIES

კრედიტი: Evonik Industries

„კლიმატის ცვლილების შეჩერება მნიშვნელოვანი ამოცანაა. მისი წარმატება მხოლოდ იმ შემთხვევაში იქნება შესაძლებელი, თუ მნიშვნელოვნად შევამცირებთ რესურსებს. ამისთვის აუცილებელია ნამდვილი წრიული ეკონომიკა. ქიმიური ინდუსტრიის წვლილი ამ საქმეში მოიცავს ინოვაციურ მასალებს, ახალ პროცესებსა და დანამატებს, რომლებიც ხელს უწყობს უკვე გამოყენებული პროდუქტების გადამუშავებას. ისინი მექანიკურ გადამუშავებას უფრო ეფექტურს ხდის და უზრუნველყოფს ქიმიური გადამუშავების მნიშვნელოვან პროცესს პიროლიზის მიღმაც კი. ნარჩენების ძვირფას მასალებად გადაქცევას ქიმიური ინდუსტრიის ექსპერტიზა სჭირდება. რეალურ ციკლში ნარჩენები გადამუშავდება და ახალი პროდუქტებისთვის ღირებულ ნედლეულად იქცევა. თუმცა, ჩვენ უნდა ვიყოთ სწრაფები; ჩვენი ინოვაციები ახლავეა საჭირო, რათა მომავალში წრიული ეკონომიკა განვითარდეს.“

სარა ე. ო’კონორი, დირექტორი, ბუნებრივი პროდუქტების ბიოსინთეზის დეპარტამენტი, მაქს პლანკის ქიმიური ეკოლოგიის ინსტიტუტი

კრედიტი: სებასტიან როიტერი

„„-ომიკის“ ტექნიკა გამოიყენება იმ გენებისა და ფერმენტების აღმოსაჩენად, რომლებსაც ბაქტერიები, სოკოები, მცენარეები და სხვა ორგანიზმები იყენებენ რთული ბუნებრივი პროდუქტების სინთეზირებისთვის. ეს გენები და ფერმენტები შემდეგ შეიძლება გამოყენებულ იქნას, ხშირად ქიმიურ პროცესებთან ერთად, უამრავი მოლეკულისთვის ეკოლოგიურად სუფთა ბიოკატალიზური წარმოების პლატფორმების შესაქმნელად. ახლა ჩვენ შეგვიძლია „-ომიკის“ გაკეთება ერთ უჯრედზე. ვვარაუდობ, რომ ვნახავთ, თუ როგორ შეცვლის ერთუჯრედიანი ტრანსკრიპტომიკა და გენომიკა რევოლუციას იმ სიჩქარეში, რომლითაც ჩვენ ვპოულობთ ამ გენებსა და ფერმენტებს. გარდა ამისა, ერთუჯრედიანი მეტაბოლომიკა ახლა შესაძლებელია, რაც საშუალებას გვაძლევს გავზომოთ ქიმიკატების კონცენტრაცია ცალკეულ უჯრედებში, რაც გაცილებით ზუსტ სურათს გვაძლევს იმის შესახებ, თუ როგორ ფუნქციონირებს უჯრედი, როგორც ქიმიური ქარხანა.“

რიჩმონდ სარპონგი, ორგანული ქიმიკოსი, კალიფორნიის უნივერსიტეტი, ბერკლი

კრედიტი: ნიკი სტეფანელი

„ორგანული მოლეკულების სირთულის უკეთ გააზრება, მაგალითად, სტრუქტურული სირთულისა და სინთეზის სიმარტივის გარჩევის გზების გარჩევა, მანქანური სწავლების მიღწევების წყალობით კვლავაც გაგრძელდება, რაც ასევე გამოიწვევს რეაქციების ოპტიმიზაციისა და პროგნოზირების დაჩქარებას. ეს მიღწევები ხელს შეუწყობს ქიმიური სივრცის დივერსიფიკაციის ახალ გზებს. ამის გაკეთების ერთ-ერთი გზაა მოლეკულების პერიფერიაზე ცვლილებების შეტანა, ხოლო მეორე არის მოლეკულების ბირთვზე ცვლილებების შეტანა მოლეკულების ჩონჩხის რედაქტირებით. იმის გამო, რომ ორგანული მოლეკულების ბირთვი შედგება ისეთი ძლიერი ბმებისგან, როგორიცაა ნახშირბად-ნახშირბადი, ნახშირბად-აზოტი და ნახშირბად-ჟანგბადი, მე მჯერა, რომ ჩვენ ვიხილავთ ამ ტიპის ბმების ფუნქციონალიზაციის მეთოდების რაოდენობის ზრდას, განსაკუთრებით დაუძაბავ სისტემებში. ფოტორედოქს კატალიზის მიღწევები, სავარაუდოდ, ხელს შეუწყობს ჩონჩხის რედაქტირების ახალ მიმართულებებს.“

ალისონ ვენდლანდტი, ორგანული ქიმიკოსი, მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიის ინსტიტუტი

კრედიტი: ჯასტინ ნაიტი

„2023 წელს ორგანული ქიმიკოსები გააგრძელებენ სელექციურობის უკიდურესობების დანერგვას. მე ველოდები რედაქტირების მეთოდების შემდგომ ზრდას, რომლებიც ატომის დონის სიზუსტეს გვთავაზობენ, ასევე მაკრომოლეკულების მორგების ახალ ინსტრუმენტებს. მე კვლავ შთამაგონებელია ორგანული ქიმიის ინსტრუმენტარიუმის ნაკრებში ოდესღაც მომიჯნავე ტექნოლოგიების ინტეგრაციით: ბიოკატალიზური, ელექტროქიმიური, ფოტოქიმიური და დახვეწილი მონაცემთა მეცნიერების ინსტრუმენტები სულ უფრო სტანდარტული ხდება. მე ველოდები, რომ ამ ინსტრუმენტების გამოყენებით მეთოდები კიდევ უფრო განვითარდება, რაც მოგვიტანს ქიმიას, რომლის წარმოდგენაც არასდროს გვქონდა შესაძლებელი.“

შენიშვნა: ყველა პასუხი გაიგზავნა ელექტრონული ფოსტით.