IUPAC发布2021年十项新兴技术,有没有你的研究领域?

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  来源:X-MOL资讯

  在你的研究领域中,什么是最热门的新兴技术?有哪些创新研究正在飞速发展,或许可以改变世界?最近,国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)发布了2021年的“化学领域的十项新兴技术(Top Ten Emerging Technologies in Chemistry)”榜单。计划始于2019年,以纪念IUPAC成立100周年暨门捷列夫元素周期表首次出版150周年。今年是该榜单发布的第三届,旨在体现化学家的价值,展示化学学科为社会和地球的可持续性发展做出的贡献。

  具体来说,IUPAC“2021年化学领域的十项新兴技术”包括[1-3]:

  ▸ 区块链技术

  ▸ 半合成生命体

  ▸ 超润湿性

  ▸ 人工腐殖质

  ▸ RNA和DNA的化学合成

  ▸ 声化学涂层

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  ▸ 化学发光及生物成像应用

  ▸ 氨的可持续生产

  ▸ 靶向蛋白质降解

  ▸ 单细胞代谢组学

  化学领域的十项新兴技术,似乎涵盖了化学、化工、生物、医疗、材料、制药、农业、通讯等各个领域。嘿,谁让化学是个综合学科呢?诺贝尔化学奖不也是大家公认的“理综奖”么?不过,换个角度,这也说明了化学研究已经深入到日常生活、工业发展的各个领域,越来越交叉正在成为化学专业未来发展的大趋势。

  ▸ 区块链技术——化学创新可追溯

  区块链可以存储不同类型的信息,其最重要特征之一是可追溯性,通过加密算法对用户数据进行管理。迄今为止最常见的用途是作为加密货币协议,中本聪(Satoshi Nakamoto)于2008年提出了区块链的概念,并设计了广为人知的比特币。由于区块链是分散存储的,没有任何个人或团体拥有控制权,输入的数据理论上是永久记录和可访问的。因此,在化学工业上,区块链技术可以实现化学试剂供应链的持续追踪;在实验室,区块链技术可以解决科学实验可重复性的问题。目前,化工公司,如索尔维集团、Evonik、巴斯夫、陶氏杜邦等,正在探索区块链技术在化学生产中的应用。德国科学家Sönke Bartling认为,如果将区块链应用于实验记录和数据收集,或许可以颠覆论文出版、项目申请的评估模式,从根本上提高实验数据的可靠性,保护科学家们的知识产权。预计到2030年,区块链将产生超过3万亿美元的商业价值,其在化学领域的应用肯定会占很大份额。

  ▸ 半合成生命体——生物化学与医疗

  2014年,美国斯克里普斯研究所(The Scripps Research Institute)的研究者成功地开发出含有人造遗传堿基对的工程化菌株,开启了半合成有机体的研究 [4]。随后,科学家们进一步扩展了生命密码,使更多人工合成的堿基对在细菌细胞中完成DNA复制。携带这些人造核苷酸堿基的大肠杆菌,可以将其转录成非天然氨基酸以及特殊的蛋白质。CRISPR/Cas9等技术(2020年诺贝尔化学奖)的迅速进步,最大限度地减少了转录过程中可能出现的错误。非天然核苷酸和氨基酸的制备,为靶向治疗提供了新的化学工具。未来,化学家或许会发现其他人造DNA堿基,以及合成新的非天然氨基酸,扩大我们对生命体的认知。

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