6 especialistas preveem as grandes tendências da química para 2023
Químicos da academia e da indústria discutem o que será manchete no próximo ano
Crédito: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, DIRETOR DE TECNOLOGIA, NANOTECH ENERGY E ELETROQUÍMICO, UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, LOS ANGELES
Crédito: Cortesia de Maher El-Kady
“Para eliminar nossa dependência de combustíveis fósseis e reduzir nossas emissões de carbono, a única alternativa real é eletrificar tudo, desde casas até carros.Nos últimos anos, experimentamos grandes avanços no desenvolvimento e fabricação de baterias mais potentes que devem mudar drasticamente a maneira como viajamos para o trabalho e visitamos amigos e familiares.Para garantir a transição completa para a energia elétrica, ainda são necessárias melhorias adicionais na densidade de energia, tempo de recarga, segurança, reciclagem e custo por quilowatt-hora.Pode-se esperar que a pesquisa sobre baterias cresça ainda mais em 2023, com um número crescente de químicos e cientistas de materiais trabalhando juntos para ajudar a colocar mais carros elétricos nas ruas”.
KLAUS LACKNER, DIRETOR, CENTRO DE EMISSÕES NEGATIVAS DE CARBONO, ARIZONA STATE UNIVERSITY
Crédito: Universidade Estadual do Arizona
“A partir da COP27 [conferência ambiental internacional realizada em novembro no Egito], a meta climática de 1,5 °C tornou-se ilusória, enfatizando a necessidade de remoção de carbono.Portanto, 2023 verá avanços nas tecnologias de captura direta de ar.Eles fornecem uma abordagem escalável para emissões negativas, mas são muito caros para o gerenciamento de resíduos de carbono.No entanto, a captura direta de ar pode começar pequena e crescer em número e não em tamanho.Assim como os painéis solares, os dispositivos de captura direta de ar podem ser produzidos em massa.A produção em massa demonstrou reduções de custo em ordens de magnitude.2023 pode oferecer um vislumbre de qual das tecnologias oferecidas pode tirar proveito das reduções de custo inerentes à fabricação em massa”.
RALPH MARQUARDT, DIRETOR DE INOVAÇÃO, EVONIK INDUSTRIES
Crédito: Indústrias Evonik
“Parar a mudança climática é uma tarefa importante.Só terá sucesso se usarmos significativamente menos recursos.Uma economia circular genuína é essencial para isso.As contribuições da indústria química para isso incluem materiais inovadores, novos processos e aditivos que ajudam a abrir caminho para a reciclagem de produtos que já foram usados.Eles tornam a reciclagem mecânica mais eficiente e permitem uma reciclagem química significativa, mesmo além da pirólise básica.Transformar resíduos em materiais valiosos requer experiência da indústria química.Em um ciclo real, os resíduos são reciclados e se tornam valiosas matérias-primas para novos produtos.No entanto, temos que ser rápidos;nossas inovações são necessárias agora para permitir a economia circular no futuro.”
SARAH E. O'CONNOR, DIRETORA, DEPARTAMENTO DE BIOSSÍNTESE DE PRODUTOS NATURAIS, INSTITUTO MAX PLANCK DE ECOLOGIA QUÍMICA
Crédito: Sebastian Reuter
“As técnicas '-Omics' são usadas para descobrir os genes e enzimas que bactérias, fungos, plantas e outros organismos usam para sintetizar produtos naturais complexos.Esses genes e enzimas podem então ser usados, muitas vezes em combinação com processos químicos, para desenvolver plataformas de produção biocatalíticas ecologicamente corretas para inúmeras moléculas.Agora podemos fazer '-omics' em uma única célula.Prevejo que veremos como a transcriptômica e a genômica unicelulares estão revolucionando a velocidade com que encontramos esses genes e enzimas.Além disso, a metabolômica unicelular agora é possível, permitindo-nos medir a concentração de produtos químicos em células individuais, dando-nos uma imagem muito mais precisa de como a célula funciona como uma fábrica química”.
RICHMOND SARPONG, QUÍMICO ORGÂNICO, UNIVERSIDADE DA CALIFÓRNIA, BERKELEY
Crédito: Niki Stefanelli
“Uma melhor compreensão da complexidade das moléculas orgânicas, por exemplo, como discernir entre complexidade estrutural e facilidade de síntese, continuará a emergir dos avanços no aprendizado de máquina, que também levará à aceleração na otimização e previsão de reações.Esses avanços alimentarão novas formas de pensar a diversificação do espaço químico.Uma maneira de fazer isso é fazendo alterações na periferia das moléculas e outra é afetar as alterações no núcleo das moléculas editando os esqueletos das moléculas.Como os núcleos das moléculas orgânicas consistem em ligações fortes como ligações carbono-carbono, carbono-nitrogênio e carbono-oxigênio, acredito que veremos um crescimento no número de métodos para funcionalizar esses tipos de ligações, especialmente em sistemas não deformados.Os avanços na catálise fotorredox provavelmente também contribuirão para novas direções na edição esquelética”.
ALISON WENDLANDT, QUÍMICA ORGÂNICA, INSTITUTO DE TECNOLOGIA DE MASSACHUSETTS
Crédito: Justin Knight
“Em 2023, os químicos orgânicos continuarão a promover extremos de seletividade.Prevejo um maior crescimento dos métodos de edição que oferecem precisão em nível atômico, bem como novas ferramentas para adaptar macromoléculas.Continuo a ser inspirado pela integração de tecnologias antes adjacentes ao kit de ferramentas da química orgânica: ferramentas biocatalíticas, eletroquímicas, fotoquímicas e sofisticadas de ciência de dados são cada vez mais comuns.Espero que os métodos que utilizam essas ferramentas floresçam ainda mais, trazendo-nos uma química que nunca imaginamos ser possível.”
Nota: Todas as respostas foram enviadas por e-mail.
Horário de postagem: 07 de fevereiro de 2023