O que observar na química em 2025

Crédito: Herdeline Ardoña

“2025 verá avanços na química de precisão de materiais quirais e na física resultante da quiralidade estrutural. Impulsionados por materiais orgânicos em anos anteriores, saltos significativos na compreensão de como os motivos quirais podem ser inscritos em cristais inorgânicos permitirão o acesso a insights mais profundos sobre a origem da seletividade de spin induzida por quiral e propriedades relacionadas. Esses avanços também ampliarão a caixa de ferramentas dos materiais para um comportamento induzido quiral mais previsível e controlável. As lessons de materiais quirais orgânicos, híbridos e inorgânicos que estão sendo incessantemente descobertas abrirão oportunidades na tradução de propriedades induzidas por quirais em dispositivos quânticos e spintrônicos, quirópticos, separações químicas e eletrocatálise em massa e aproximando-se da escala atômica.”

Crédito: Cortesia de Rachel Carter

Crédito: Cortesia de Rachel Carter

“As tendências de 2025 na pesquisa de baterias se concentrarão na diversificação do nosso cenário de armazenamento de energia. A história recente tem-se centrado fortemente nos sistemas de lítio, mas as preocupações com a cadeia de abastecimento e o aumento exponencial da procura causarão um aumento na investigação sobre uma variedade de tipos de baterias, incluindo iões alternativos e alcalinos. Uma tendência interessante é o ‘redox de ânions’, que segue a descoberta surpreendente de que os componentes de ânions de eletrodos positivos, além dos cátions, podem fornecer atividade redox. Este novo tipo de cátodo é atraente por atingir alta densidade de energia a partir de íons de sódio, que são maiores e mais abundantes que os íons de lítio. Os pesquisadores também revisitarão estratégias para tornar as baterias alcalinas convencionais – conhecidas por serem seguras e baratas – mais recarregáveis. Uma área que deverá ser especialmente ativa é a dos eletrólitos líquidos, com pesquisadores trabalhando para compreender suas estruturas e fenômenos em massa para facilitar novas químicas de baterias.”

Crédito: Cortesia de Abigail Dommer

Crédito: Cortesia de Abigail Dommer

“Avanços significativos em arquiteturas e algoritmos de computação finalmente permitiram que os pesquisadores usassem a dinâmica molecular (MD) para modelar e simular sistemas em escala celular. MD é uma abordagem baseada na física na qual o movimento dos átomos pode ser previsto integrando as equações de movimento de Newton – uma espécie de ‘microscópio computacional’ que nos permite ver processos biofísicos complexos com detalhes atomísticos e resolvidos no tempo. Em 2025, veremos simulações de organelas inteiras, genomas e até células inteiras, o que fornecerá insights sobre a orquestra de interações intermoleculares que tornam a vida possível. Estratégias recentemente desenvolvidas para modelar genomas virais completos irão, sem dúvida, dar frutos em descobertas de como o nosso próprio ADN é empacotado, desvendando os mecanismos por detrás da expressão genética que nos tornam quem somos. Embora os últimos anos tenham sido definidos em grande parte pelo desenvolvimento de métodos, os próximos serão definidos pela descoberta.”

Crédito: Cortesia de Outi Keinänen

Crédito: Cortesia de Outi Keinänen

“Em 2025, relatórios de poluição por micro e nanoplásticos (MNP) continuará a ser manchete. Métodos melhorados de detecção da poluição por plásticos, especialmente de nanoplásticos, levarão a mais relatórios sobre a contaminação generalizada por plásticos. A investigação sobre microrganismos que degradam os plásticos pode levar a tecnologias que melhorem a saúde ecológica. Os estudos toxicológicos sobre MNPs em combinação com outros contaminantes melhorarão a nossa compreensão dos riscos para a saúde humana. Os materiais biodegradáveis, concebidos para substituir os plásticos tradicionais, continuarão a ser desenvolvidos. Mas precisamos de mais investigações sobre os efeitos destes materiais biodegradáveis ​​na saúde e no ambiente antes de os adoptarmos para utilização em larga escala. No próximo ano, espero ver algumas iniciativas regulamentares para resolver o problema generalizado dos micro e nanoplásticos.”

Crédito: Cortesia de Jesús Velázquez

Crédito: Cortesia de Jesús Velázquez

“Em 2025, cientistas de todo o mundo continuarão a sua jornada transformadora para revolucionar a produção de produtos químicos finos e combustíveis. No centro deste esforço para reimaginar totalmente a nossa indústria química está o design e a descoberta de eletrocatalisadores de próxima geração – tanto complexos moleculares como sólidos periódicos. Avanços são urgentemente necessários para produzir produtos químicos essenciais a partir de CO₂ no ar que respiramos e na água dos oceanos, utilizando eletricidade renovável, reduzindo assim a nossa dependência do petróleo e do gás pure. As abordagens de valorização a nível mundial estão preparadas para remodelar a produção, reduzindo as emissões de carbono e, ao mesmo tempo, satisfazendo a procura da sociedade por produtos químicos críticos. Estes esforços continuarão a criar fortes incentivos económicos para capturar e reaproveitar CO₂ emissões, transformando um desafio international numa oportunidade para o crescimento sustentável.”

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