6명의 전문가가 2023년 화학의 큰 트렌드를 예측합니다.
학계 및 업계의 화학자들이 내년에 헤드라인을 장식할 내용에 대해 논의합니다.
크레딧: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock
MAHER EL-KADY, 최고 기술 책임자, NANOTECH ENERGY 및 전기화학자, 캘리포니아 대학교, 로스앤젤레스
크레딧: Maher El-Kady 제공
“화석 연료에 대한 의존도를 없애고 탄소 배출을 줄이기 위한 유일한 대안은 가정에서 자동차에 이르기까지 모든 것을 전기화하는 것입니다.지난 몇 년 동안 우리는 직장에 가고 친구와 가족을 방문하는 방식을 획기적으로 변화시킬 것으로 예상되는 보다 강력한 배터리의 개발 및 제조에서 획기적인 발전을 경험했습니다.전력으로의 완전한 전환을 보장하려면 에너지 밀도, 재충전 시간, 안전, 재활용 및 킬로와트시당 비용의 추가 개선이 여전히 필요합니다.2023년에는 더 많은 전기 자동차를 운행하기 위해 협력하는 화학자와 재료 과학자의 수가 증가하면서 배터리 연구가 더욱 성장할 것으로 예상할 수 있습니다.”
KLAUS LACKNER, 아리조나 주립 대학교 네거티브 탄소 배출 센터 소장
신용: 애리조나 주립 대학
“[11월 이집트에서 열린 국제환경회의] COP27을 기점으로 1.5°C 기후 목표가 애매해지면서 탄소 제거의 필요성이 강조되었습니다.따라서 2023년에는 직접 공기 캡처 기술이 발전할 것입니다.네거티브 배출에 대한 확장 가능한 접근 방식을 제공하지만 탄소 폐기물 관리에 너무 비쌉니다.그러나 직접 공기 포획은 작게 시작하여 크기보다는 수적으로 증가할 수 있습니다.태양 전지판과 마찬가지로 직접 공기 포획 장치는 대량 생산될 수 있습니다.대량 생산은 엄청난 비용 절감 효과를 보여주었습니다.2023년에는 제안된 기술 중 대량 제조 고유의 비용 절감을 활용할 수 있는 기술을 엿볼 수 있습니다.”
RALPH MARQUARDT, EVONIK INDUSTRIES 최고 혁신 책임자
크레딧: Evonik 산업
“기후변화를 막는 것이 중요한 과제입니다.훨씬 적은 리소스를 사용하는 경우에만 성공할 수 있습니다.이를 위해서는 진정한 순환 경제가 필수적입니다.이에 대한 화학 산업의 기여에는 이미 사용된 제품의 재활용을 위한 길을 닦는 데 도움이 되는 혁신적인 재료, 새로운 공정 및 첨가제가 포함됩니다.기계적 재활용을 보다 효율적으로 만들고 기본적인 열분해를 넘어 의미 있는 화학적 재활용을 가능하게 합니다.폐기물을 가치 있는 재료로 바꾸려면 화학 산업의 전문 지식이 필요합니다.실제 순환에서 폐기물은 재활용되어 신제품의 귀중한 원자재가 됩니다.그러나 우리는 빨라야 합니다.미래의 순환 경제를 가능하게 하려면 지금 우리의 혁신이 필요합니다.”
SARAH E. O'CONNOR, 책임자, 천연 제품 생물 합성부, 막스 플랑크 화학 생태학 연구소
크레딧: Sebastian Reuter
“'-Omics' 기술은 박테리아, 곰팡이, 식물 및 기타 유기체가 복잡한 천연물을 합성하는 데 사용하는 유전자와 효소를 발견하는 데 사용됩니다.이러한 유전자와 효소는 종종 화학 공정과 함께 사용되어 수많은 분자를 위한 환경 친화적인 생체 촉매 생산 플랫폼을 개발할 수 있습니다.이제 단일 셀에서 '-omics'를 수행할 수 있습니다.단세포 트랜스크립토믹스와 유전체학이 이러한 유전자와 효소를 발견하는 속도를 어떻게 혁신적으로 변화시키는지 보게 될 것이라고 예상합니다.게다가 이제 단일 세포 대사체학이 가능해 개별 세포의 화학 물질 농도를 측정할 수 있어 세포가 화학 공장으로서 기능하는 방식을 훨씬 더 정확하게 파악할 수 있습니다.”
RICHMOND SARPONG, 유기 화학자, 캘리포니아 대학교 버클리
크레딧: Niki Stefanelli
“예를 들어 구조적 복잡성과 합성 용이성을 구별하는 방법과 같이 유기 분자의 복잡성에 대한 더 나은 이해는 기계 학습의 발전을 통해 계속해서 나타날 것이며, 이는 또한 반응 최적화 및 예측의 가속화로 이어질 것입니다.이러한 발전은 화학 공간의 다양화에 대해 생각하는 새로운 방법을 제공할 것입니다.이를 수행하는 한 가지 방법은 분자 주변을 변경하는 것이고 다른 하나는 분자의 골격을 편집하여 분자 코어의 변경에 영향을 미치는 것입니다.유기 분자의 핵심은 탄소-탄소, 탄소-질소, 탄소-산소 결합과 같은 강한 결합으로 구성되어 있기 때문에 특히 변형되지 않은 시스템에서 이러한 유형의 결합을 기능화하는 방법의 수가 증가할 것이라고 믿습니다.광산화 환원 촉매의 발전은 골격 편집의 새로운 방향에 기여할 것입니다.”
ALISON WENDLANDT, 매사추세츠 공과대학 유기화학자
신용: 저스틴 나이트
“2023년에도 유기화학자들은 계속해서 극단의 선택성을 추구할 것입니다.저는 원자 수준의 정밀도를 제공하는 편집 방법과 거대 분자를 맞춤화하기 위한 새로운 도구의 추가 성장을 기대합니다.한때 인접했던 기술을 유기 화학 툴킷에 통합하는 데 계속 영감을 받고 있습니다. 생체 촉매, 전기 화학, 광화학 및 정교한 데이터 과학 도구는 점점 더 표준 요금이 되고 있습니다.이러한 도구를 활용하는 방법이 더욱 꽃을 피우고 우리가 상상하지 못했던 화학을 제공할 것으로 기대합니다.”
참고: 모든 응답은 이메일을 통해 전송되었습니다.
게시 시간: 2023년 2월 7일