? ? ? ?2019年(nian)(nian)是化(hua)(hua)學(xue)領域非常特殊(shu)的(de)一(yi)年(nian)(nian)。2019年(nian)(nian)是兩個重要的(de)紀念日(ri)：國際純粹與(yu)應(ying)用化(hua)(hua)學(xue)聯盟(IUPAC)成(cheng)立100周年(nian)(nian)，以及迪米特里(li)·門(men)捷列(lie)夫**發表元素周期(qi)表150周年(nian)(nian)。IUPAC是一(yi)個全球性(xing)(xing)的(de)組(zu)織，在眾(zhong)多的(de)組(zu)織中，它為化(hua)(hua)學(xue)研究、教(jiao)育和貿易建立了一(yi)種共同的(de)語言(yan)。在成(cheng)立100周年(nian)(nian)紀念日(ri)上，IUPAC**公(gong)布(bu)了化(hua)(hua)學(xue)領域十大(da)新興(xing)技術名(ming)單：納米農藥、對(dui)映(ying)選擇(ze)性(xing)(xing)有機催化(hua)(hua)、固態電池、流動化(hua)(hua)學(xue)、反(fan)應(ying)擠出(chu)、用于集水的(de)MOFs和多孔(kong)材(cai)料、選擇(ze)性(xing)(xing)酶(mei)的(de)定向進化(hua)(hua)、從塑(su)料到單體(ti)、自(zi)由基聚合反(fan)應(ying)的(de)可逆失活和3D生物打(da)印。

? ? ? ?1、納米農藥。世界人(ren)口(kou)不斷增長，預測到2050年，我們將有(you)將近100億人(ren)口(kou)。為(wei)了保護作物(wu)可持(chi)續(xu)發展，需要(yao)大量增加農(nong)業(ye)產量，*大限度地(di)減少(shao)土地(di)利用方面的(de)(de)環境影響，減少(shao)所(suo)需的(de)(de)水量，并(bing)減少(shao)人(ren)口(kou)數量。農(nong)藥，如化(hua)肥(fei)或(huo)農(nong)藥污染(ran)。不出(chu)所(suo)料，納米技術正在(zai)吸(xi)引(yin)制藥和(he)健康行(xing)業(ye)以(yi)外(wai)的(de)(de)相(xiang)當多(duo)的(de)(de)關(guan)注(zhu)。量身定制的(de)(de)納米輸送系統也可以(yi)成為(wei)農(nong)民的(de)(de)一(yi)個很好的(de)(de)工具，因(yin)為(wei)它(ta)*終(zhong)將使(shi)他們能夠解決傳統農(nong)藥的(de)(de)主(zhu)要(yao)問題，如環境污染(ran)，生物(wu)累(lei)積和(he)抗(kang)蟲害(hai)的(de)(de)大幅增加。在(zai)大多(duo)數情況(kuang)下(xia)，療效(xiao)的(de)(de)提高非(fei)常有(you)限。然而(er)，在(zai)某些情況(kuang)下(xia)，研究人(ren)員觀察到在(zai)實(shi)驗室條件下(xia)改(gai)進(jin)了一(yi)個數量級(ji)。我們仍然需要(yao)在(zai)田(tian)間條件下(xia)對納米殺蟲劑的(de)(de)功(gong)效(xiao)進(jin)行(xing)適(shi)當的(de)(de)評(ping)估。　　

? ? ? 這就是(shi)為什么一些公司仍在調查(cha)他們(men)的(de)潛力，證(zheng)明這項技術(shu)(shu)仍有希望。加拿大Vive Crop可能是(shi)*好(hao)的(de)例子，銷售的(de)產品比非納米(mi)商業(ye)替代品具有更(geng)(geng)好(hao)的(de)吸收性(xing)和更(geng)(geng)少的(de)環境(jing)影響。此外，該公司*近獲得了美(mei)國環境(jing)保護局的(de)批準，將(jiang)各種(zhong)納米(mi)包封的(de)殺(sha)蟲(chong)劑和殺(sha)菌劑商業(ye)化。納米(mi)技術(shu)(shu)可能不是(shi)成(cheng)功的(de)新的(de)，更(geng)(geng)具可持續性(xing)的(de)農(nong)(nong)業(ye)的(de)**成(cheng)分，但它肯定會導(dao)致(zhi)更(geng)(geng)復雜的(de)農(nong)(nong)用(yong)化學品，對環境(jing)和人類健康的(de)影響更(geng)(geng)小。

? ? ? ?2、對映(ying)選擇性有機催化。化(hua)學家一(yi)(yi)直受(shou)到大(da)自(zi)然的(de)(de)(de)(de)啟(qi)發(fa)。幾年(nian)前，研(yan)究人(ren)員夢想(xiang)有一(yi)(yi)種新型催化(hua)劑，與大(da)多數天然酶一(yi)(yi)樣，不(bu)需要使(shi)(shi)用昂(ang)貴(gui)的(de)(de)(de)(de)金(jin)屬(shu)(shu)。“有機催化(hua)”誕生(sheng)于20世紀90年(nian)代后(hou)期(qi)，從那(nei)以(yi)后(hou)它(ta)一(yi)(yi)直沒(mei)有停(ting)止過。根據該領(ling)域的(de)(de)(de)(de)領(ling)先專(zhuan)家之一(yi)(yi)Paolo Melchiorre的(de)(de)(de)(de)說法，有機催化(hua)是成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)，因為“它(ta)非常民主，每個(ge)人(ren)都可(ke)以(yi)在不(bu)需要昂(ang)貴(gui)的(de)(de)(de)(de)試劑或手套(tao)箱的(de)(de)(de)(de)情況下(xia)使(shi)(shi)用它(ta)，這使(shi)(shi)得(de)許多年(nian)輕的(de)(de)(de)(de)研(yan)究人(ren)員能(neng)夠開始他(ta)們(men)獨立的(de)(de)(de)(de)職業生(sheng)涯(ya)，并迅速組建了(le)一(yi)(yi)個(ge)國際(ji)專(zhuan)家社區，成(cheng)為沒(mei)有金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)催化(hua)思想(xiang)的(de)(de)(de)(de)偉大(da)孵化(hua)器，“他(ta)解釋(shi)說。

? ? ? ?*初，一(yi)些(xie)化(hua)(hua)學家批評有機催化(hua)(hua)不像(xiang)它聲稱的那樣綠(lv)色(se) - 它需(xu)要(yao)高催化(hua)(hua)劑(ji)負荷(he)，而(er)且，反應后很(hen)難回收催化(hua)(hua)劑(ji)，這(zhe)似乎(hu)違背了催化(hua)(hua)的定義。然而(er)，Melchiorre指出研究(jiu)人員如(ru)何克服(fu)大多(duo)數(shu)這(zhe)些(xie)問(wen)題。他說(shuo)有機催化(hua)(hua)的*初焦(jiao)點是“開發新(xin)方法而(er)不是降低催化(hua)(hua)劑(ji)負荷(he)”。然(ran)而，由于化(hua)(hua)學家了解降低催(cui)化(hua)(hua)劑用量可能產生的工業影(ying)響，他們(men)只使用百(bai)萬(wan)分(fen)之(zhi)幾的有機催(cui)化(hua)(hua)劑來(lai)制定手性碳(tan) - 碳(tan)鍵的方法(fa)。“這(zhe)仍然(ran)無法(fa)與金屬相(xiang)媲美，但成本要低得多，”他補充道(dao)。

? ? ? ?化(hua)(hua)學家(jia)們還開發了(le)(le)更(geng)好地回(hui)收催(cui)(cui)化(hua)(hua)劑的(de)(de)解決方(fang)案(an)--Ben List將(jiang)它們固定在(zai)像尼龍這樣的(de)(de)固體基質上(shang)，這只是眾多可能的(de)(de)答(da)案(an)之(zhi)一。Melchiorre強調了(le)(le)有機催(cui)(cui)化(hua)(hua)如(ru)何(he)種植化(hua)(hua)學領(ling)(ling)域(yu)并*終在(zai)其他領(ling)(ling)域(yu)發揮作用(yong)，尤其是光(guang)(guang)催(cui)(cui)化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)催(cui)(cui)化(hua)(hua)，它允許新型(xing)轉化(hua)(hua)：[David] MacMillan創造(zao)了(le)(le)兩個領(ling)(ling)域(yu)之(zhi)間的(de)(de)聯系(xi)。光(guang)(guang)活化(hua)(hua)使得醛類與(yu)烯胺的(de)(de)烷基化(hua)(hua)反應成為可能。這種反應不能用(yong)經(jing)典(dian)的(de)(de)有機催(cui)(cui)化(hua)(hua)方(fang)法(fa)完成。許多其他領(ling)(ling)域(yu)已(yi)經(jing)從(cong)有機催(cui)(cui)化(hua)(hua)中出(chu)現，現在(zai)工業(ye)已(yi)經(jing)擴大了(le)(le)不對稱(cheng)有機催(cui)(cui)化(hua)(hua)方(fang)案(an)，以合成精細化(hua)(hua)學品(pin)和藥物。

? ? ? ?3、固態(tai)電池。19 世紀已(yi)經設想(xiang)了固(gu)態電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)世紀由先驅(qu)化學家邁克爾法拉第。然(ran)而，他(ta)們的(de)(de)(de)發展直(zhi)到*近才成(cheng)為現(xian)實。現(xian)在(zai)(zai)，來自(zi)博(bo)世，戴(dai)森，豐田和英特爾等(deng)多個行(xing)業的(de)(de)(de)重要行(xing)業正在(zai)(zai)投(tou)資數十億美(mei)元(yuan)。現(xian)在(zai)(zai)無處不在(zai)(zai)的(de)(de)(de)鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)共同(tong)***John Goodenough*近公布了一種使(shi)用(yong)玻璃作為電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，證明(ming)固(gu)態電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)比(bi)以往更接近市場。與為我們的(de)(de)(de)智能(neng)手機，平(ping)板(ban)電(dian)(dian)(dian)(dian)腦和筆記本(ben)電(dian)(dian)(dian)(dian)腦供(gong)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)鋰離子電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)相比(bi)，固(gu)態電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)更輕(qing)，允許(xu)更高(gao)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)存儲，并且在(zai)(zai)高(gao)溫下表現(xian)良好。此外，與鋰離子技術(shu)中使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)不同(tong)，固(gu)態電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)不易燃(ran)，可能(neng)避免自(zi)發火災(zai)和爆炸，就像幾年(nian)前三星Galaxy Note 7推出(chu)的(de)(de)(de)火焰一樣(yang)。然(ran)而，新技術(shu)仍然(ran)非常昂貴。

? ? ? ?4、流動化學(xue) 。化學(xue)是(shi)實(shi)現聯合國可(ke)持續發展目標（SDGs）的(de)(de)(de)(de)關鍵，這一目標是(shi)到2030年為所有(you)(you)人(ren)實(shi)現更(geng)好，更(geng)可(ke)持續的(de)(de)(de)(de)未(wei)來的(de)(de)(de)(de)藍圖。其中(zhong)(zhong)，流(liu)(liu)動化學(xue)，其中(zhong)(zhong)反(fan)應在不(bu)斷流(liu)(liu)動的(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)中(zhong)(zhong)進行而不(bu)是(shi)批量生(sheng)產(chan)，對于解決SDG12：負責(ze)任的(de)(de)(de)(de)消(xiao)費和生(sheng)產(chan)尤其重要。流(liu)(liu)動化學(xue)過程(cheng)*終將處(chu)理有(you)(you)害(hai)物(wu)質和提高生(sheng)產(chan)率的(de)(de)(de)(de)風險降(jiang)至*低(di)，同(tong)時防止(zhi)危(wei)害(hai)并降(jiang)低(di)對環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)影響。雖然有(you)(you)些人(ren)認為流(liu)(liu)動化學(xue)處(chu)于非常(chang)早期的(de)(de)(de)(de)小(xiao)規模實(shi)驗室階段，但**的(de)(de)(de)(de)工業應用越(yue)來越(yue)普(pu)遍。

? ? ? 早在2015年(nian)，麻省理工學(xue)院的(de)化學(xue)家(jia)就(jiu)證明(ming)了流動化學(xue)的(de)潛力，可(ke)以創造出(chu)經典批次技術難以實現的(de)定(ding)制聚(ju)合物。據該領域的(de)專家(jia)介紹(shao)，流程更(geng)快，更(geng)簡單，更(geng)可(ke)靠，這與SDG目標非常一致。

? ? ? *近的(de)(de)(de)實(shi)例(li)甚至已經顯示出流(liu)動(dong)(dong)化(hua)學可以承受有(you)害試劑如有(you)機(ji)鋰化(hua)合物的(de)(de)(de)潛力。默克化(hua)學家實(shi)現(xian)了(le)100千克規模(mo)的(de)(de)(de)verubecestat前體合成(cheng)(cheng)，這是一種(zhong)治療阿爾茨海默病(bing)的(de)(de)(de)III期(qi)候選藥(yao)(yao)物。*近的(de)(de)(de)其(qi)他實(shi)例(li)包(bao)括環丙(bing)沙星(xing)（一種(zhong)必需的(de)(de)(de)抗生(sheng)素）的(de)(de)(de)流(liu)動(dong)(dong)合成(cheng)(cheng)，以及由輝瑞公司開發的(de)(de)(de)自動(dong)(dong)流(liu)動(dong)(dong)系統，該系統能夠每天分析多達1500個反應條件，加速了(le)新(xin)藥(yao)(yao)和現(xian)有(you)藥(yao)(yao)物的(de)(de)(de)*佳合成(cheng)(cheng)途徑的(de)(de)(de)發現(xian)。

? ? ? ?5、反應(ying)擠出。隨著流(liu)動化(hua)(hua)(hua)學的(de)(de)(de)發生，反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)性(xing)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)成(cheng)(cheng)為(wei)一(yi)種允許化(hua)(hua)(hua)學反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)完全無(wu)溶(rong)劑(ji)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)技(ji)術。消(xiao)除(chu)潛在(zai)(zai)(zai)有(you)毒溶(rong)劑(ji)使(shi)該(gai)過(guo)程對環(huan)境友好。然(ran)而(er)，它產生了(le)(le)許多工程挑戰，因為(wei)它需要對現有(you)的(de)(de)(de)工業流(liu)程進(jin)行全面(mian)的(de)(de)(de)重(zhong)新(xin)設計。盡管擠(ji)出(chu)(chu)(chu)工藝已被聚合(he)物和(he)材(cai)料專家(jia)廣泛使(shi)用(yong)和(he)研究，但(dan)現在(zai)(zai)(zai)只有(you)其他化(hua)(hua)(hua)學家(jia)開始研究它們在(zai)(zai)(zai)制備(bei)(bei)有(you)機(ji)(ji)(ji)化(hua)(hua)(hua)合(he)物方面(mian)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)。經(jing)(jing)典的(de)(de)(de)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)方法涉及(ji)在(zai)(zai)(zai)球磨(mo)機(ji)(ji)(ji)中研磨(mo)試劑(ji)，但(dan)使(shi)用(yong)螺(luo)桿(gan)的(de)(de)(de)更(geng)(geng)先(xian)進(jin)的(de)(de)(de)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)技(ji)術甚至可(ke)以(yi)允許這些(xie)無(wu)溶(rong)劑(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)在(zai)(zai)(zai)流(liu)動設置中操作。再來(lai)一(yi)次，缺點(dian)在(zai)(zai)(zai)于(yu)有(you)效(xiao)地調整系統(tong)并擴展它們。在(zai)(zai)(zai)他們的(de)(de)(de)實(shi)驗室中，化(hua)(hua)(hua)學家(jia)們使(shi)用(yong)球磨(mo)機(ji)(ji)(ji)來(lai)制備(bei)(bei)幾種有(you)吸(xi)引力的(de)(de)(de)產品 - 氨基酸，腙，硝酮和(he)肽 - 并且已經(jing)(jing)實(shi)現了(le)(le)一(yi)些(xie)非常經(jing)(jing)典的(de)(de)(de)有(you)機(ji)(ji)(ji)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying) - 鈴木偶聯(lian)，點(dian)擊化(hua)(hua)(hua)學 - 但(dan)是在(zai)(zai)(zai)聚合(he)物之外(wai)的(de)(de)(de)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)條件下的(de)(de)(de)實(shi)例仍然(ran)存在(zai)(zai)(zai)相(xiang)當難以(yi)捉摸。然(ran)而(er)，**的(de)(de)(de)例外(wai)顯示出(chu)(chu)(chu)巨大的(de)(de)(de)希望。生物技(ji)術公司Amgen報道了(le)(le)優化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)共晶合(he)成(cheng)(cheng)，可(ke)用(yong)于(yu)治療(liao)慢性(xing)疼痛，這也是機(ji)(ji)(ji)械化(hua)(hua)(hua)學合(he)成(cheng)(cheng)的(de)(de)(de)第一(yi)個(ge)例子(zi)，可(ke)擴大到數(shu)百克。此(ci)外(wai)，英國的(de)(de)(de)科學家(jia)們已經(jing)(jing)使(shi)用(yong)反(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)性(xing)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)來(lai)有(you)效(xiao)地制備(bei)(bei)深低共熔溶(rong)劑(ji) - 一(yi)類(lei)可(ke)能(neng)成(cheng)(cheng)為(wei)新(xin)一(yi)代綠(lv)色(se)，非易燃溶(rong)劑(ji)的(de)(de)(de)離子(zi)液(ye)體。前(qian)面(mian)的(de)(de)(de)兩個(ge)例子(zi)都涉及(ji)分子(zi)內相(xiang)互作用(yong)的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)，但(dan)不是新(xin)共價(jia)鍵(jian)的(de)(de)(de)產生。然(ran)而(er)，化(hua)(hua)(hua)學家(jia)們*近報道了(le)(le)金屬有(you)機(ji)(ji)(ji)骨(gu)架（MOFs）的(de)(de)(de)形成(cheng)(cheng)和(he)螺(luo)桿(gan)擠(ji)出(chu)(chu)(chu)的(de)(de)(de)離散(san)金屬配(pei)合(he)物，為(wei)更(geng)(geng)清潔，更(geng)(geng)可(ke)持(chi)續(xu)的(de)(de)(de)無(wu)溶(rong)劑(ji)化(hua)(hua)(hua)學開辟了(le)(le)新(xin)的(de)(de)(de)可(ke)能(neng)性(xing)。

? ? ? ?6、用(yong)于集水的MOF和多孔(kong)材料。據聯合(he)國(guo)（UN）稱，水(shui)(shui)(shui)資源短缺影響(xiang)了(le)全球(qiu)40％以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)口，并且預(yu)計會增(zeng)加。*重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是，十分之三的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)(ren)無(wu)法獲得安全管理的(de)(de)(de)(de)(de)(de)飲用(yong)(yong)(yong)水(shui)(shui)(shui)服務。化(hua)學(xue)可(ke)(ke)以(yi)(yi)為這(zhe)個被確(que)定為SDG 6的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題帶來解決方案，“改(gai)變我(wo)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)世界(jie)”使(shi)用(yong)(yong)(yong)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)材料(liao)，特別是金屬(shu)有(you)(you)(you)機(ji)(ji)(ji)框架(jia)（MOF）。像MOF這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)材料(liao)具(ju)有(you)(you)(you)海綿狀化(hua)學(xue)結(jie)構，具(ju)有(you)(you)(you)微觀空間，可(ke)(ke)以(yi)(yi)選(xuan)擇性地捕(bu)獲分子(zi)，從氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti) - 氫氣(qi)(qi)(qi)(qi)，甲烷，二氧化(hua)碳，水(shui)(shui)(shui) - 到(dao)更(geng)復雜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)質(zhi)，如(ru)藥(yao)物(wu)和(he)酶。雖然一(yi)些研究人(ren)(ren)員專注于(yu)MOF在(zai)藥(yao)物(wu)輸送和(he)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)凈化(hua)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)，但Omar Yaghi偶(ou)然發現(xian)了(le)它(ta)們(men)從大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)捕(bu)獲水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)巨大(da)潛力。“當(dang)(dang)我(wo)們(men)研究將(jiang)燃燒后(hou)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體(ti)吸收(shou)(shou)(shou)(shou)到(dao)MOF中(zhong)(zhong)時，我(wo)們(men)注意到(dao)一(yi)些MOF與(yu)(yu)水(shui)(shui)(shui)分子(zi)發生(sheng)了(le)獨特的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作(zuo)(zuo)用(yong)(yong)(yong)，”Yaghi解釋(shi)道。然后(hou)，他(ta)(ta)(ta)們(men)想(xiang)知道是否有(you)(you)(you)相(xiang)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)“可(ke)(ke)以(yi)(yi)”用(yong)(yong)(yong)于(yu)在(zai)干旱(han)氣(qi)(qi)(qi)(qi)候中(zhong)(zhong)從大(da)氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)捕(bu)獲水(shui)(shui)(shui)分，然后(hou)很容易(yi)被釋(shi)放用(yong)(yong)(yong)于(yu)收(shou)(shou)(shou)(shou)集(ji)。“這(zhe)種技術(shu)是****的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，因為它(ta)可(ke)(ke)以(yi)(yi)從干燥的(de)(de)(de)(de)(de)(de)沙漠空氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)獲取可(ke)(ke)飲用(yong)(yong)(yong)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)純凈水(shui)(shui)(shui)，除了(le)自然陽光之外不(bu)需要能(neng)量，”Yaghi說。只(zhi)(zhi)需一(yi)公斤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF就能(neng)在(zai)濕度低至20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下每(mei)(mei)天(tian)收(shou)(shou)(shou)(shou)獲2.8升(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)。在(zai)開(kai)發更(geng)高容量，可(ke)(ke)能(neng)更(geng)便宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)水(shui)(shui)(shui)材料(liao)時，Yaghi“已(yi)經與(yu)(yu)公司(si)合(he)作(zuo)(zuo)，在(zai)工業規(gui)模上測試他(ta)(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF水(shui)(shui)(shui)收(shou)(shou)(shou)(shou)割機(ji)(ji)(ji)。”還有(you)(you)(you)其(qi)他(ta)(ta)(ta)具(ju)有(you)(you)(you)類(lei)似(si)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)材料(liao)，如(ru)硅(gui)基(ji)(ji)和(he)無(wu)機(ji)(ji)(ji)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)固體(ti)，以(yi)(yi)及(ji)*近報道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模擬仙(xian)(xian)人(ren)(ren)掌刺(ci)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)生(sheng)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)表(biao)面只(zhi)(zhi)需一(yi)公斤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF就能(neng)在(zai)濕度低至20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下每(mei)(mei)天(tian)收(shou)(shou)(shou)(shou)獲2.8升(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)。在(zai)開(kai)發更(geng)高容量，可(ke)(ke)能(neng)更(geng)便宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)水(shui)(shui)(shui)材料(liao)時，Yaghi“已(yi)經與(yu)(yu)公司(si)合(he)作(zuo)(zuo)，在(zai)工業規(gui)模上測試他(ta)(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF水(shui)(shui)(shui)收(shou)(shou)(shou)(shou)割機(ji)(ji)(ji)。”還有(you)(you)(you)其(qi)他(ta)(ta)(ta)具(ju)有(you)(you)(you)類(lei)似(si)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)材料(liao)，如(ru)硅(gui)基(ji)(ji)和(he)無(wu)機(ji)(ji)(ji)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)固體(ti)，以(yi)(yi)及(ji)*近報道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模擬仙(xian)(xian)人(ren)(ren)掌刺(ci)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)生(sheng)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)表(biao)面[ 只(zhi)(zhi)需一(yi)公斤的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF就能(neng)在(zai)濕度低至20％的(de)(de)(de)(de)(de)(de)情況下每(mei)(mei)天(tian)收(shou)(shou)(shou)(shou)獲2.8升(sheng)(sheng)水(shui)(shui)(shui)。在(zai)開(kai)發更(geng)高容量，可(ke)(ke)能(neng)更(geng)便宜(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)集(ji)水(shui)(shui)(shui)材料(liao)時，Yaghi“已(yi)經與(yu)(yu)公司(si)合(he)作(zuo)(zuo)，在(zai)工業規(gui)模上測試他(ta)(ta)(ta)們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)MOF水(shui)(shui)(shui)收(shou)(shou)(shou)(shou)割機(ji)(ji)(ji)。”還有(you)(you)(you)其(qi)他(ta)(ta)(ta)具(ju)有(you)(you)(you)類(lei)似(si)能(neng)力的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)材料(liao)，如(ru)硅(gui)基(ji)(ji)和(he)無(wu)機(ji)(ji)(ji)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)固體(ti)，以(yi)(yi)及(ji)*近報道的(de)(de)(de)(de)(de)(de)模擬仙(xian)(xian)人(ren)(ren)掌刺(ci)結(jie)構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)仿(fang)生(sheng)多(duo)(duo)(duo)孔(kong)表(biao)面。Yaghi認為，他(ta)(ta)(ta)們(men)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)多(duo)(duo)(duo)數(shu)人(ren)(ren)在(zai)從低濕度空氣(qi)(qi)(qi)(qi)中(zhong)(zhong)吸收(shou)(shou)(shou)(shou)水(shui)(shui)(shui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)力不(bu)如(ru)MOF。然而(er)，進一(yi)步的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研究當(dang)(dang)然可(ke)(ke)以(yi)(yi)探索找到(dao)*佳(jia)解決方案的(de)(de)(de)(de)(de)(de)所有(you)(you)(you)可(ke)(ke)能(neng)性，不(bu)僅用(yong)(yong)(yong)于(yu)收(shou)(shou)(shou)(shou)獲水(shui)(shui)(shui)，而(er)且用(yong)(yong)(yong)于(yu)凈化(hua)水(shui)(shui)(shui)，確(que)保實現(xian)聯合(he)國(guo)*重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標之一(yi) - 實現(xian)充分和(he)公平的(de)(de)(de)(de)(de)(de)衛生(sheng)和(he)衛生(sheng)。所有(you)(you)(you)。

? ? ? 7、選擇(ze)性酶的(de)定(ding)向進化(hua)。酶(mei)(mei)的(de)定(ding)向(xiang)(xiang)進化(hua)獲(huo)得了2018年(nian)諾貝爾化(hua)學(xue)獎(jiang)。通(tong)過定(ding)向(xiang)(xiang)進化(hua)產生的(de)酶(mei)(mei)用于(yu)制造從(cong)生物燃料到(dao)藥物的(de)所有物質。根據諾貝爾委(wei)員會的(de)說法(fa)，像2018年(nian)獲(huo)獎(jiang)者弗朗西斯(si)·H·阿諾德這樣(yang)的(de)化(hua)學(xue)家(jia)“已經控制了進化(hua)，并將(jiang)其用于(yu)為人(ren)類帶(dai)來*大利(li)益的(de)目的(de)。”

? ? ? 8、從塑料到單體。“循環經(jing)濟無疑是目標，”Tanja Junkers說。化學家應該(gai)再(zai)次受(shou)到大自(zi)然(ran)的(de)(de)啟發。在那(nei)里，“一切都被重復使用，我們應該(gai)對我們的(de)(de)合(he)(he)成(cheng)材料(liao)做同樣的(de)(de)事情(qing)。”這種策略將一舉兩得，“它將解決長期可回收性的(de)(de)問題，并(bing)且[需要(yao)]找到合(he)(he)適(shi)的(de)(de)主要(yao)[聚(ju)合(he)(he)物]構件(jian)的(de)(de)來(lai)源。”

? ? ? 一(yi)些聚(ju)(ju)合(he)(he)物，如(ru)聚(ju)(ju)乳(ru)酸(suan)（PLA），只需使用熱量就可以(yi)很容易地再(zai)循環到(dao)它(ta)(ta)們的(de)單(dan)體(ti)(ti)中。其(qi)他(ta)如(ru)聚(ju)(ju)對苯二甲酸(suan)乙二醇(chun)(chun)酯（PET）可以(yi)類似地分解(jie)成(cheng)(cheng)它(ta)(ta)們*基(ji)本的(de)單(dan)元。首先，用乙二醇(chun)(chun)處(chu)理聚(ju)(ju)合(he)(he)物，乙二醇(chun)(chun)將長聚(ju)(ju)合(he)(he)物鏈(lian)斷裂(lie)成(cheng)(cheng)低聚(ju)(ju)物。這些較小的(de)碎片在較低溫(wen)度下熔化(hua)，因此可以(yi)過(guo)濾以(yi)除(chu)去任何(he)雜質。然后(hou)，一(yi)旦材料被凈化(hua)，它(ta)(ta)就完全分解(jie)成(cheng)(cheng)單(dan)體(ti)(ti)，然后(hou)通(tong)過(guo)蒸餾再(zai)次純化(hua)。

? ? ? ?除(chu)了經典化學(xue)之外，就像阿諾德先前提(ti)到的酶(mei)(mei)(mei)促轉化方法(fa)一(yi)樣，一(yi)些細(xi)(xi)菌已經進化，這樣它們(men)也可(ke)(ke)以將PET分解(jie)(jie)成碎片。有(you)(you)時塑料(liao)(liao)(liao)(liao)是(shi)碳的**來源，如(ru)果你想生存，你需要適應。至少有(you)(you)一(yi)種(zhong)(zhong)Nocardia具有(you)(you)可(ke)(ke)破壞PET中酯鍵的酯酶(mei)(mei)(mei)，*近，日本研究人員發現(xian)了Ideonella sakaiensis，這種(zhong)(zhong)細(xi)(xi)菌可(ke)(ke)以在(zai)六周內分解(jie)(jie)PET塑料(liao)(liao)(liao)(liao)薄膜，這歸(gui)功于兩種(zhong)(zhong)不同(tong)的酶(mei)(mei)(mei)。然而(er)，回收是(shi)昂貴(gui)的，“塑料(liao)(liao)(liao)(liao)世界的利潤率很低，每一(yi)分錢(qian)都(dou)很重要，”容(rong)(rong)克斯說。化學(xue)家們(men)正在(zai)尋找更(geng)便(bian)宜的循環經濟選(xuan)擇。此(ci)外，隨(sui)著石油變(bian)得不那么豐富，塑料(liao)(liao)(liao)(liao)的價格(ge)會慢慢上漲(zhang)。但是(shi)，除(chu)此(ci)之外，我們(men)必(bi)須提(ti)高(gao)認(ren)識，清潔塑料(liao)(liao)(liao)(liao)可(ke)(ke)能更(geng)昂貴(gui)，但值(zhi)得。“社會必(bi)須愿意為更(geng)可(ke)(ke)持續的選(xuan)擇支付更(geng)高(gao)的價格(ge)，”容(rong)(rong)克斯總結道。

? ? ? ?9、自由基聚合(he)的(de)可逆失活。“自由基聚(ju)(ju)合(he)(he)反應失活（RDRP）是二(er)十多(duo)年前發明的(de)(de)，它徹底改變(bian)了聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)世界(jie)，”Junkers解釋道。“這些方(fang)法都依賴(lai)于對其(qi)他幾乎(hu)無法控(kong)制的(de)(de)鏈式(shi)反應實施控(kong)制的(de)(de)機制，使(shi)我們能(neng)夠(gou)設計(ji)出與自然(ran)界(jie)正在(zai)接(jie)近的(de)(de)精(jing)確度的(de)(de)聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)，”她說。RDRP聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)已(yi)在(zai)各種領域中得到(dao)應用：建筑，印刷，能(neng)源，汽車，航空(kong)航天和生物(wu)醫學設備只是其(qi)中的(de)(de)一些例子。“大多(duo)數時(shi)候，我們使(shi)用這些聚(ju)(ju)合(he)(he)物(wu)卻沒有意識到(dao)這一點，”容克斯說。RDRP已(yi)成為工(gong)業化學家(jia)非常強大和有用的(de)(de)工(gong)具。

? ? ? ?但仍有很大的發(fa)展空間，特別是(shi)尋找更環(huan)保的聚合(he)解決(jue)方(fang)案。現(xian)在有許多方(fang)法(fa)只使用光來(lai)控制RDRP過程，即(ji)使不需(xu)要使用金屬。近年來(lai)，化學(xue)家(jia)們還(huan)開發(fa)了RDRP方(fang)法(fa)，這些方(fang)法(fa)可用于流動系統，這將使它們朝著更加綠色(se)的聚合(he)物和(he)塑料合(he)成方(fang)向發(fa)展。

? ? ? ?*后，化(hua)學家們還掌握(wo)了在(zai)水性介質中(zhong)起作用(yong)的(de)聚(ju)合過程(cheng)，避免使(shi)(shi)用(yong)揮發性或有害溶(rong)劑。*近的(de)進(jin)展使(shi)(shi)他們能夠在(zai)幾分鐘內在(zai)水中(zhong)獲得超高分子量(liang)聚(ju)合物，同(tong)時保(bao)持對聚(ju)合物支(zhi)化(hua)的(de)精細控制。這些(xie)過程(cheng)中(zhong)的(de)一(yi)些(xie)可以(yi)使(shi)(shi)用(yong)非(fei)常低能量(liang)的(de)光源，在(zai)某些(xie)情況下(xia)甚至只是(shi)陽光。盡管是(shi)一(yi)種成熟(shu)的(de)技術，我們可以(yi)肯(ken)定RDRP方法將繼續創新，產生更廣泛的(de)商業成功。

? ? ? ?10、三維生物打印。生(sheng)物(wu)(wu)打(da)(da)印(yin)是當今*有前(qian)途的(de)技術(shu)之一。使用(yong)由活(huo)細(xi)胞以(yi)(yi)及生(sheng)物(wu)(wu)材(cai)料和(he)(he)生(sheng)長因子制成的(de)3D打(da)(da)印(yin)機和(he)(he)墨水，化學(xue)家和(he)(he)生(sheng)物(wu)(wu)學(xue)家已(yi)經設(she)法(fa)制造(zao)出與其天然版(ban)本幾乎無法(fa)區分的(de)人(ren)造(zao)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)和(he)(he)器官。3D生(sheng)物(wu)(wu)打(da)(da)印(yin)可(ke)以(yi)(yi)徹(che)底改變診(zhen)斷(duan)和(he)(he)治療，因為人(ren)工(gong)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)和(he)(he)器官可(ke)以(yi)(yi)很容易(yi)地用(yong)于藥物(wu)(wu)篩選(xuan)和(he)(he)毒(du)理(li)學(xue)研(yan)究(jiu)。這項技術(shu)甚至可(ke)以(yi)(yi)為不需要捐贈者的(de)理(li)想移植創(chuang)造(zao)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)和(he)(he)器官。目前(qian)，科學(xue)家們(men)已(yi)經可(ke)以(yi)(yi)對(dui)管狀組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)（心臟，尿道，血管），粘性器官（胰腺）和(he)(he)固體(ti)(ti)系統（骨骼(ge)）進(jin)行3D打(da)(da)印(yin)。*近，劍(jian)橋(qiao)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)甚至設(she)法(fa)對(dui)視網(wang)膜進(jin)行三維(wei)打(da)(da)印(yin)，仔細(xi)沉積不同類(lei)型的(de)活(huo)細(xi)胞層，以(yi)(yi)產生(sheng)一種在結構(gou)上(shang)類(lei)似于原生(sheng)眼組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)的(de)構(gou)造(zao)。

? ? ? ?憑(ping)借“化學十大新興技術(shu)”計劃，IUPAC不僅慶(qing)祝其過去100年，而且還(huan)展(zhan)望了化學的未(wei)來。化(hua)學(xue)創新將推動實現可持續發(fa)展(zhan)目標的(de)變革，并*終實現IUPAC的(de)使命 - 應用和傳播化(hua)學(xue)知識，為人類和世界帶來(lai)*大利益(yi)。