As 10 inovações da IUPAC

A Iupac (International Union of Pure and Applied Chemistry) lançará agora em 2020 as inovações que ela considera que irão mudar o mundo. Vejamos a lista

1 Nanopesticidas

Os pesticidas nano-formulados podem fornecer ingredientes ativos onde são necessários sem poluir o meio ambiente ou – como os neonicotinóides foram acusados ​​de fazer – matam indiscriminadamente animais selvagens essenciais. E agroquímicos mais eficientes são urgentemente necessários para apoiar uma população global que chegará a 10 bilhões em 2050. Até o momento, apenas alguns estudos demonstraram que os nanoagroquímicos são realmente mais eficientes do que seus equivalentes tradicionais e nenhum deles foi testado em campo ainda.

2 Organocatálise enantiosseletiva

A ideia de substituir catalisadores de metal caros e insustentáveis ​​por pequenas moléculas orgânicas é atraente para os químicos sintéticos. Os organocatalisadores geralmente são mais robustos do que seus primos metálicos, e alguns tipos – como açúcares e aminoácidos – estão facilmente disponíveis como enantiômeros únicos. Atualmente, existem centenas de reações organocatalíticas enantiosseletivas – desde reações aldólicas catalisadas por prolina até a epoxidação Shi, que usa um catalisador de frutose modificado. Existem algumas reações – como acoplamentos carbono-carbono – nas quais os catalisadores de metal parecem ter vantagem. Mas isso está mudando, como mostrou um recente acoplamento cruzado catalizado por fósforo.

3 baterias de estado sólido

São mais leves, têm melhor desempenho em altas temperaturas, armazenam mais energia e não são inflamáveis ​​- as baterias totalmente sólidas têm o potencial de superar a onipresente bateria de íons de lítio. Mas, embora existam alguns exemplos, incluindo um do inventor da bateria John Goodenough, com vidro como eletrólito , nenhum deles é viável ainda. E a tecnologia ainda é muito cara. No entanto, empresas como Dyson e Toyota estão investindo pesadamente no desenvolvimento de baterias práticas de estado sólido para carros elétricos.

4 Química do fluxo

A síntese de fluxo já provou ser frequentemente mais barata, com maior rendimento, menos desperdício e às vezes mais segura do que a produção em lotes, tanto em laboratório quanto em escala industrial. Também se presta à automação, permitindo que os químicos executem milhares de reações por dia. Combinar a química de fluxo contínuo e a síntese de polímeros pode produzir compostos que seriam difíceis de fabricar em um balão. A síntese de fluxo requer equipamento especializado, embora existam algumas soluções exclusivas de baixo custo.

5 Mecanoquímica e extrusão reativa

A mecanoquímica – induzindo reações através de forças mecânicas – às vezes possibilita processos difíceis de serem feitos pela síntese de soluções tradicionais. Mas os cientistas ainda estão lutando para entender como o processo funciona em escala molecular. Isso não os impediu de tentar ampliar os processos mecânico-químicos. A extrusão reativa é uma técnica de fabricação de polímeros que combina síntese e modelagem em um único processo sem solvente. É essencialmente uma química de fluxo no estado sólido e pode ser uma maneira de aumentar a síntese mecânico -química. Os químicos já demonstraram que podem fazer MOFs por extrusão de parafuso.

6 MOFs

Separação de gases, catálisecaptura de carbono – estruturas metal-orgânicas podem ser capazes de fazer tudo. Os MOFs já conseguiram produtos comerciais, como armazenamento de gás. Os juízes de IUPAC ficaram particularmente intrigados com a capacidade dos materiais esponjosos de capturar água do ar, mesmo em umidade tão baixa quanto 20%.

7 Evolução enzimática dirigida

Reconhecida pela participação de Frances Arnold no prêmio Nobel de química de 2018, a evolução dirigida produz enzimas que realizam reações novas à natureza. Nenhuma enzima natural cria ligações carbono-silício ou carbociclos altamente tensos . E embora essas moléculas também possam ser produzidas pela síntese tradicional, podem envolver reagentes caros ou perigosos. As enzimas desenvolvidas em laboratório já provaram que são pelo menos tão boas quanto os catalisadores químicos, por exemplo, durante a fabricação de sitagliptina antidiabética. Mas Arnold acha que os cientistas não estão nem perto dos limites do que a evolução direcionada pode alcançar.

8 Transformando polímeros de volta em monômeros

Para conter a crescente onda de plásticos não reciclados, os cientistas há muito procuram maneiras de quebrar os polímeros em seus monômeros. Intensos esforços de pesquisa foram focados em plásticos que se decompõem naturalmente no ambiente , bem como em processos para recuperar polímeros comuns. Os químicos até encontraram micróbios que comem plásticoMas, por enquanto, a matéria-prima para a fabricação de plásticos – petróleo bruto – ainda é tão barata que nenhum processo de reciclagem pode competir, embora isso possa mudar no futuro.

9 Polimerização por radical de desativação reversível (RDRP)

Esse processo depende de radicais que podem ser desativados e reativados. O RDRP é um benefício para a síntese de polímeros sob medida desde sua invenção há 20 anos e agora é a reação de polimerização mais usada. Mas ainda há espaço para melhorias, incluindo métodos mais livres de metais e mediados pela luz, aqueles que funcionam em sistemas de fluxo ou na água como solvente – ou até mesmo uma combinação de todos eles.

10 bioprinting 3D

O item com mais ficção científica da lista poderia eventualmente ver implantes médicos ou órgãos inteiros sendo impressos a partir de células vivas. Os pesquisadores já imprimiram ossos, vasos sanguíneos, traqueia e estruturas de cartilagem . Enquanto órgãos inteiros permanecem fora de alcance, grandes empresas como L’Oreal, BASF e Procter & Gamble estão investindo grandes somas em bioprinting de pele para criar enxertos de pele a partir das células de um paciente.

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