6 experts prédisent les grandes tendances de la chimie pour 2023
Des chimistes du milieu universitaire et de l'industrie discutent de ce qui fera la une des journaux l'année prochaine
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MAHER EL-KADY, DIRECTEUR GÉNÉRAL DE LA TECHNOLOGIE, NANOTECH ENERGY ET ÉLECTROCHIMISTE, UNIVERSITÉ DE CALIFORNIE, LOS ANGELES
Crédit : Avec l'aimable autorisation de Maher El-Kady
"Afin d'éliminer notre dépendance aux combustibles fossiles et de réduire nos émissions de carbone, la seule véritable alternative est de tout électrifier, des maisons aux voitures.Au cours des dernières années, nous avons connu des percées majeures dans le développement et la fabrication de batteries plus puissantes qui devraient changer radicalement la façon dont nous nous déplaçons pour nous rendre au travail et rendre visite à nos amis et à notre famille.Pour assurer une transition complète vers l'énergie électrique, de nouvelles améliorations de la densité énergétique, du temps de recharge, de la sécurité, du recyclage et du coût par kilowattheure sont encore nécessaires.On peut s'attendre à ce que la recherche sur les batteries se développe davantage en 2023 avec un nombre croissant de chimistes et de scientifiques des matériaux travaillant ensemble pour aider à mettre plus de voitures électriques sur la route.
KLAUS LACKNER, DIRECTEUR, CENTRE POUR LES ÉMISSIONS NÉGATIVES DE CARBONE, UNIVERSITÉ D'ÉTAT D'ARIZONA
Crédit : Université d'État de l'Arizona
« À partir de la COP27, [la conférence internationale sur l'environnement qui s'est tenue en novembre en Égypte], l'objectif climatique de 1,5 °C est devenu insaisissable, soulignant la nécessité d'éliminer le carbone.Par conséquent, 2023 verra des progrès dans les technologies de capture directe de l'air.Ils offrent une approche évolutive des émissions négatives, mais sont trop coûteux pour la gestion des déchets carbonés.Cependant, la capture directe de l'air peut commencer petit et croître en nombre plutôt qu'en taille.Tout comme les panneaux solaires, les dispositifs de capture directe de l'air pourraient être produits en série.La production de masse a démontré des réductions de coûts de plusieurs ordres de grandeur.2023 peut offrir un aperçu des technologies proposées qui peuvent tirer parti des réductions de coûts inhérentes à la fabrication de masse. »
RALPH MARQUARDT, DIRECTEUR DE L'INNOVATION, EVONIK INDUSTRIES
Crédit : Evonik Industries
« Arrêter le changement climatique est une tâche majeure.Il ne peut réussir que si nous utilisons beaucoup moins de ressources.Une véritable économie circulaire est essentielle pour cela.Les contributions de l'industrie chimique à cela incluent des matériaux innovants, de nouveaux procédés et des additifs qui aident à ouvrir la voie au recyclage de produits qui ont déjà été utilisés.Ils rendent le recyclage mécanique plus efficace et permettent un recyclage chimique significatif même au-delà de la pyrolyse basique.Transformer les déchets en matériaux de valeur nécessite l'expertise de l'industrie chimique.Dans un véritable cycle, les déchets sont recyclés et deviennent des matières premières précieuses pour de nouveaux produits.Cependant, nous devons être rapides;nos innovations sont nécessaires maintenant pour permettre l'économie circulaire à l'avenir.
SARAH E. O'CONNOR, DIRECTRICE, DÉPARTEMENT DE BIOSYNTHÈSE DES PRODUITS NATURELS, INSTITUT MAX PLANCK D'ÉCOLOGIE CHIMIQUE
Crédit : Sebastian Reuter
« Les techniques '-omiques' sont utilisées pour découvrir les gènes et les enzymes que les bactéries, les champignons, les plantes et d'autres organismes utilisent pour synthétiser des produits naturels complexes.Ces gènes et enzymes peuvent ensuite être utilisés, souvent en combinaison avec des procédés chimiques, pour développer des plateformes de production biocatalytique respectueuses de l'environnement pour d'innombrables molécules.Nous pouvons maintenant faire des « -omiques » sur une seule cellule.Je prédis que nous verrons comment la transcriptomique et la génomique unicellulaires révolutionnent la vitesse à laquelle nous trouvons ces gènes et enzymes.De plus, la métabolomique unicellulaire est désormais possible, nous permettant de mesurer la concentration de produits chimiques dans des cellules individuelles, nous donnant une image beaucoup plus précise de la façon dont la cellule fonctionne comme une usine chimique.
RICHMOND SARPONG, CHIMISTE ORGANIQUE, UNIVERSITÉ DE CALIFORNIE, BERKELEY
1 crédit
« Une meilleure compréhension de la complexité des molécules organiques, par exemple comment discerner entre complexité structurelle et facilité de synthèse, continuera à émerger des progrès de l'apprentissage automatique, ce qui conduira également à une accélération de l'optimisation et de la prédiction des réactions.Ces avancées alimenteront de nouvelles façons de penser à la diversification de l'espace chimique.Une façon d'y parvenir consiste à apporter des modifications à la périphérie des molécules et une autre consiste à modifier le cœur des molécules en modifiant les squelettes des molécules.Étant donné que les noyaux des molécules organiques sont constitués de liaisons fortes comme les liaisons carbone-carbone, carbone-azote et carbone-oxygène, je pense que nous verrons une croissance du nombre de méthodes pour fonctionnaliser ces types de liaisons, en particulier dans les systèmes non contraints.Les progrès de la catalyse photoredox contribueront également probablement à de nouvelles orientations dans l'édition squelettique.
ALISON WENDLANDT, CHIMISTE ORGANIQUE, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY
Crédit : Justin Knight
« En 2023, les chimistes organiques continueront à pousser les extrêmes de sélectivité.Je prévois une croissance future des méthodes d'édition offrant une précision au niveau de l'atome ainsi que de nouveaux outils pour personnaliser les macromolécules.Je continue d'être inspiré par l'intégration de technologies autrefois adjacentes dans la boîte à outils de la chimie organique : les outils de science des données biocatalytiques, électrochimiques, photochimiques et sophistiqués sont de plus en plus courants.Je m'attends à ce que les méthodes tirant parti de ces outils s'épanouissent davantage, nous apportant une chimie que nous n'aurions jamais imaginée possible.
Remarque : Toutes les réponses ont été envoyées par e-mail.
Heure de publication : 07 février 2023