Para ahli kimia di lingkungan akademis dan industri membahas apa yang akan menjadi berita utama tahun depan.

6 pakar memprediksi tren besar kimia untuk tahun 2023

Para ahli kimia di lingkungan akademis dan industri membahas apa yang akan menjadi berita utama tahun depan.

Sumber gambar: Will Ludwig/C&EN/Shutterstock

MAHER EL-KADY, KEPALA TEKNOLOGI, NANOTECH ENERGY, DAN AHLI ELEKTROKIMIA, UNIVERSITAS CALIFORNIA, LOS ANGELES

Sumber: Atas izin Maher El-Kady

“Untuk menghilangkan ketergantungan kita pada bahan bakar fosil dan mengurangi emisi karbon, satu-satunya alternatif nyata adalah elektrifikasi segala hal, mulai dari rumah hingga mobil. Dalam beberapa tahun terakhir, kita telah mengalami terobosan besar dalam pengembangan dan pembuatan baterai yang lebih bertenaga yang diharapkan akan secara dramatis mengubah cara kita bepergian ke tempat kerja dan mengunjungi teman serta keluarga. Untuk memastikan transisi penuh ke tenaga listrik, peningkatan lebih lanjut dalam kepadatan energi, waktu pengisian ulang, keamanan, daur ulang, dan biaya per kilowatt jam masih diperlukan. Kita dapat mengharapkan penelitian baterai akan terus berkembang pada tahun 2023 dengan semakin banyaknya ahli kimia dan ilmuwan material yang bekerja sama untuk membantu menghadirkan lebih banyak mobil listrik di jalan.”

KLAUS LACKNER, DIREKTUR, PUSAT EMISI KARBON NEGATIF, UNIVERSITAS NEGERI ARIZONA

Sumber: Universitas Negeri Arizona

“Sejak COP27 [konferensi lingkungan internasional yang diadakan pada bulan November di Mesir], target iklim 1,5 °C menjadi sulit dicapai, menekankan perlunya penghapusan karbon. Oleh karena itu, tahun 2023 akan menyaksikan kemajuan dalam teknologi penangkapan karbon langsung dari udara. Teknologi ini menyediakan pendekatan yang dapat diskalakan untuk emisi negatif, tetapi terlalu mahal untuk pengelolaan limbah karbon. Namun, penangkapan karbon langsung dari udara dapat dimulai dari skala kecil dan berkembang dalam jumlah, bukan ukuran. Sama seperti panel surya, perangkat penangkapan karbon langsung dari udara dapat diproduksi secara massal. Produksi massal telah menunjukkan pengurangan biaya yang signifikan. Tahun 2023 mungkin menawarkan gambaran tentang teknologi mana yang dapat memanfaatkan pengurangan biaya yang melekat pada produksi massal.”

RALPH MARQUARDT, KEPALA INOVASI, EVONIK INDUSTRIES

Sumber gambar: Evonik Industries

“Menghentikan perubahan iklim adalah tugas besar. Hal ini hanya akan berhasil jika kita menggunakan sumber daya yang jauh lebih sedikit. Ekonomi sirkular yang sejati sangat penting untuk hal ini. Kontribusi industri kimia dalam hal ini meliputi material inovatif, proses baru, dan aditif yang membantu membuka jalan bagi daur ulang produk yang telah digunakan. Mereka membuat daur ulang mekanis lebih efisien dan memungkinkan daur ulang kimia yang berarti bahkan melampaui pirolisis dasar. Mengubah limbah menjadi material berharga membutuhkan keahlian dari industri kimia. Dalam siklus nyata, limbah didaur ulang dan menjadi bahan baku berharga untuk produk baru. Namun, kita harus cepat; inovasi kita dibutuhkan sekarang untuk memungkinkan ekonomi sirkular di masa depan.”

SARAH E. O'CONNOR, DIREKTUR, DEPARTEMEN BIOSINTESIS PRODUK ALAMI, INSTITUT EKOLOGI KIMIA MAX PLANCK

Sumber gambar: Sebastian Reuter

Teknik '-omics' digunakan untuk menemukan gen dan enzim yang digunakan bakteri, jamur, tumbuhan, dan organisme lain untuk mensintesis produk alami yang kompleks. Gen dan enzim ini kemudian dapat digunakan, seringkali dikombinasikan dengan proses kimia, untuk mengembangkan platform produksi biokatalitik yang ramah lingkungan untuk berbagai molekul. Kini kita dapat melakukan '-omics' pada sel tunggal. Saya memperkirakan bahwa kita akan melihat bagaimana transkriptomik dan genomik sel tunggal merevolusi kecepatan kita dalam menemukan gen dan enzim ini. Selain itu, metabolomik sel tunggal kini dimungkinkan, memungkinkan kita untuk mengukur konsentrasi bahan kimia dalam sel individu, memberi kita gambaran yang jauh lebih akurat tentang bagaimana sel berfungsi sebagai pabrik kimia.”

RICHMOND SARPONG, AHLI KIMIA ORGANIK, UNIVERSITAS CALIFORNIA, BERKELEY

Sumber gambar: Niki Stefanelli

“Pemahaman yang lebih baik tentang kompleksitas molekul organik, misalnya bagaimana membedakan antara kompleksitas struktural dan kemudahan sintesis, akan terus muncul dari kemajuan dalam pembelajaran mesin, yang juga akan mempercepat optimasi dan prediksi reaksi. Kemajuan ini akan memunculkan cara-cara baru untuk berpikir tentang diversifikasi ruang kimia. Salah satu caranya adalah dengan melakukan perubahan pada bagian tepi molekul dan cara lainnya adalah dengan memengaruhi perubahan pada inti molekul dengan mengedit kerangka molekul. Karena inti molekul organik terdiri dari ikatan yang kuat seperti ikatan karbon-karbon, karbon-nitrogen, dan karbon-oksigen, saya percaya kita akan melihat peningkatan jumlah metode untuk memfungsikan jenis ikatan ini, terutama dalam sistem yang tidak tegang. Kemajuan dalam katalisis fotoredoks juga kemungkinan akan berkontribusi pada arah baru dalam pengeditan kerangka.”

ALISON WENDLANDT, AHLI KIMIA ORGANIK, INSTITUT TEKNOLOGI MASSACHUSETTS

Sumber gambar: Justin Knight

“Pada tahun 2023, ahli kimia organik akan terus mendorong batas selektivitas yang ekstrem. Saya mengantisipasi pertumbuhan lebih lanjut dari metode pengeditan yang menawarkan presisi tingkat atom serta alat-alat baru untuk menyesuaikan makromolekul. Saya terus terinspirasi oleh integrasi teknologi yang dulunya berdekatan ke dalam perangkat kimia organik: biokatalitik, elektrokimia, fotokimia, dan alat-alat ilmu data yang canggih semakin menjadi hal yang standar. Saya berharap metode yang memanfaatkan alat-alat ini akan semakin berkembang, membawa kita pada kimia yang tidak pernah kita bayangkan sebelumnya.”

Catatan: Semua tanggapan dikirim melalui email.