อีกปีที่ท้าทายอยู่ข้างหลังเรา การเปลี่ยนแปลงทางการเมือง เศรษฐกิจสังคม และภูมิอากาศกระตุ้นให้เกิดการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในแต่ละวัน และเป็นตัวกำหนดแนวโน้มใหม่ๆ โลกแห่งเคมีก็เปลี่ยนไปในช่วงเวลานี้
เรานำเสนอ 10 การค้นพบและเหตุการณ์ที่น่าสนใจที่เปลี่ยนโลกแห่งเคมีในปี 2566 . 
บทความที่ตีพิมพ์เมื่อต้นเดือนมีนาคมใน Nature Chemistry รายงานเกี่ยวกับ การสังเคราะห์สารประกอบไนโตรเจนชนิดใหม่ นักวิจัยจากสหราชอาณาจักร จีน สวีเดน และเยอรมนี ได้รับ โครงสร้างวงแหวนอะโรมาติกที่มีสูตร K 9 N 56 สารประกอบนี้เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยาไนโตรเจนกับ KN 3 ในเซลล์ทั่งเพชรที่ได้รับความร้อนด้วยเลเซอร์ภายใต้สภาวะแรงดันสูง (46 และ 61 GPa) และอุณหภูมิ (มากกว่า 2,000 K) {} โครงสร้างที่สังเกตได้มี เช่น วงแหวนเฮกซาซีนในรูปของแอนไอออน {} 4- เป็นไปตามกฎอะโรมาติกซิตี้ของHückel นอกจากนี้ สารประกอบโมเลกุลขนาดใหญ่ยังมีวงแหวน N5 แบบแบนและไดเมอร์ N2 อีกด้วย จนถึงขณะนี้ วงแหวนไนโตรเจนที่มีสมาชิก 6 ตัวที่เรียกว่าเฮกซาซีน ได้รับการเสนอให้เป็นโซ่เท่านั้นตามทฤษฎี ความอะโรมาติกซิตีของธาตุนี้จำกัดอยู่ที่รูปแบบเพนตะโซเลต {} - ทีมนักวิทยาศาสตร์ที่กล่าวมาข้างต้นเป็นกลุ่มแรกที่มีการสังเคราะห์สารประกอบเชิงซ้อนระดับโมเลกุล K 9 N 56 ซึ่งมีประจุลบ {} 4 ตัว ใน โครงสร้าง .
Amanita phalloides หรือ ที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อหมวกมรณะ เป็นหนึ่งในเห็ดที่มีพิษมากที่สุดสำหรับมนุษย์ เป็นสาเหตุประมาณ 90%ของพิษร้ายแรงทั้งหมดจากการบริโภคเห็ด สารพิษ ที่ทรงพลังที่สุดของเชื้อราซึ่งสร้างความเสียหายอย่างถาวรต่อตับและอวัยวะอื่น ๆ ในมนุษย์คือ α-amanitin แม้แต่การรักษาเชิงรุกสำหรับการกินเห็ดมีพิษนี้บางครั้งก็ไม่ได้ผลในกรณีส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม การศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในนิตยสาร Nature เมื่อเดือนพฤษภาคม นำมาซึ่งความหวังในการต่อสู้กับพิษจากหมวกมรณะในอนาคต ทีมนักวิจัยโดยใช้วิธี CRISPR ได้สร้างกลุ่มเซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ต่างกัน โดยสังเกตปัจจัยที่อาจส่งผลต่อการดื้อต่อ α-amanitin ผลการทดลองระบุว่าเซลล์ที่ไม่มีโปรตีน STT3B จะไม่ถูกทำลายโดยสารพิษ ในบรรดาสารทางการแพทย์ที่ได้รับการอนุมัติซึ่งเป็นที่รู้จัก มีการเสนอ สีย้อม - อินโดไซยานีนกรีน (ICG) เป็น ตัวยับยั้ง STT3B โดยเฉพาะ โดยทั่วไปสารประกอบนี้จะใช้ในการถ่ายภาพทางการแพทย์ และ อาจเป็นยาแก้พิษจำเพาะสำหรับพิษของ α-amanitin การทดลองกับหนูแสดงให้เห็นว่าการให้อินโดไซยานีนกรีนสี่ชั่วโมงหลังการกินเชื้อราช่วยเพิ่มอัตราการรอดชีวิตได้อย่างมีนัยสำคัญ และป้องกันพวกมันจากสารพิษ โดยหยุดความเสียหายของตับ {}
คุณสมบัติทางเคมีของธาตุคาร์บอนเป็นหัวข้อที่มีการวิจัยมากมายในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การสังเกตการณ์ในพื้นที่นี้ทำให้เราเข้าใกล้ความเข้าใจในความลึกลับของวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลกมากขึ้น เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ของการพัฒนาที่อื่นในจักรวาล ในเดือนมิถุนายน ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้เผยแพร่ภาพที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ของ NASA ภาพนี้แสดงให้เห็นสารประกอบคาร์บอนชนิดใหม่ที่ไม่เคยมีใครสังเกตมาก่อน นั่นคือ เมทิลไอออนบวก CH 3 + อนุภาคนี้อยู่ในระบบดาวซึ่งอยู่ห่างจากเราประมาณ 1,350 ปีแสง นั่นคือเนบิวลานายพราน รังสี UV ในอวกาศมีผลกระทบต่อการย่อยสลายโครงสร้างอินทรีย์ส่วนใหญ่ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าพลังงานนี้มีบทบาทสำคัญในการสร้างเมทิลไอออนบวก เมื่อไอออนก่อตัวขึ้นจะเกิดปฏิกิริยาเคมีเพิ่มเติมเพื่อสร้างโมเลกุลคาร์บอนที่ซับซ้อนมากขึ้น ซึ่งเป็นร่องรอยแห่งชีวิต {}
สารประกอบเคมีที่มีสูตรโมเลกุล BO ได้รับการเสนอครั้งแรกในทศวรรษที่ 1940 ถึงกระนั้น ก็ไม่สามารถระบุโครงสร้างของมันได้เนื่องจากการจำกัดการเข้าถึงเทคโนโลยีในขณะนั้น ความสนใจทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันเกี่ยวกับโครงสร้างโบรอนแบบแบนได้ดึงดูดความสนใจไปที่ออกไซด์ที่อธิบายไว้เมื่อเกือบหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมาอีกครั้ง วิธีการวิเคราะห์สเปกโทรสโกปี NMR (Nuclear Magnetic Resonance) ขั้นสูงช่วยให้ทีมงานของ Frédéric A. Perras ระบุทิศทางที่เป็นไปได้มากที่สุดของอนุภาคโบรอนออกไซด์ นักวิทยาศาสตร์ของเอมส์ตั้งข้อสังเกตว่าโมเลกุลของสารตั้งต้นในปฏิกิริยาจัดเรียงตัวเองในลักษณะขนานกัน ก่อตัวเป็น "แผ่นนาโน" 2 มิติที่ประกอบด้วยวงแหวน B 4 O 2 ที่มีสะพานออกซิเจน จากผลการศึกษาการเลี้ยวเบนของผง มีการสันนิษฐานเพิ่มเติมว่าหน่วยเหล่านี้สร้างชั้นที่มีรูปแบบการเรียงซ้อนไม่สม่ำเสมอ จากข้อมูลของ FA Perras เค้าโครงนั้นคล้ายกับกองกระดาษที่ถูกโยนลงบนโต๊ะ ซึ่งไม่เป็นระเบียบเล็กน้อย แต่ยังคงรูปทรงเอาไว้ การวัดที่เกิดขึ้นสอดคล้องกับสมมติฐานเบื้องต้นของโครงสร้าง BO ที่ประมาณไว้ในปี 1961 {}
สาขาเคมีออร์แกโนเมทัลลิกมุ่งเน้นไปที่สารประกอบอินทรีย์ที่มีพันธะอย่างน้อยหนึ่งพันธะระหว่างอะตอมของโลหะและคาร์บอน ในบรรดาโครงสร้างต่างๆ มีความซับซ้อนที่ซ้อนกันเป็นชั้นในลักษณะเฉพาะ สารประกอบชนิดแรกที่ค้นพบคือเฟอร์โรซีน จากตัวอย่าง เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจโครงสร้างของสารเชิงซ้อนออร์แกโนเมทัลลิก ซึ่งอะตอมกลางซึ่งเป็นโลหะ ล้อมรอบด้วยกลุ่มลิแกนด์ที่เชื่อมต่ออยู่ ในปี 2023 ทีมงานของ Peter Roesky ที่ Karlsruher Institut für Technologie ได้พัฒนาและบรรยายถึง คอมเพล็กซ์ประเภทใหม่ที่เรียกว่า "ไซโคลซีน" สารประกอบเหล่านี้สามารถมีหน่วยชั้นได้ถึง 18 ชั้น ไซโคลซีนมีลิแกนด์ไซโคลออกเทตราอีน (COT) โดยมีกลุ่มไซเลนสองกลุ่มติดอยู่ในแต่ละกลุ่ม ลิแกนด์ COT ล้อมรอบโลหะ (เช่น สตรอนเซียม) โดยมีศูนย์กลางโดยการจัดเรียงตัวเองเป็นวงแหวนที่มีลักษณะเฉพาะรอบๆ อะตอม นักวิทยาศาสตร์ตั้งความหวังกับประโยชน์ของสารประกอบใหม่นี้ในอนาคตของเคมีออร์แกโนเมทัลลิก {}
Hydrophobicity หมายถึงความสามารถของวัสดุในการขับไล่โมเลกุลของน้ำ การเคลือบกันน้ำถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในหลายด้านของชีวิต เพื่อตอบสนองความต้องการวัสดุที่เพิ่มขึ้น การวิจัยในสาขานาโนเทคโนโลยีในช่วงสามทศวรรษที่ผ่านมาได้มีส่วนในการพัฒนาโครงสร้างที่ไม่ชอบน้ำขั้นสูงจำนวนมาก ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Aalto ในประเทศฟินแลนด์ใช้เครื่องปฏิกรณ์พิเศษได้เสนอรูปแบบใหม่ของ "พื้นผิวที่เหมือนของเหลวทุกชนิด" งานของพวกเขาถือเป็นการทดลองครั้งแรกในพื้นที่นี้ ในระดับอนุภาคนาโนที่มีรายละเอียดสูง พื้นผิวที่กล่าวมาข้างต้นมี ชั้นโมเลกุลที่จับกับสารตั้งต้นที่มีพันธะโควาเลนต์พร้อมความสามารถในการเคลื่อนที่สูงไปพร้อมๆ กัน คุณสมบัติสามารถเปรียบได้กับชั้นของสารหล่อลื่นระหว่างหยดน้ำกับพื้นผิว ในบรรดาโครงสร้างอื่นๆ ที่มีอยู่ ในแง่ของคุณลักษณะ โครงสร้างนี้แสดงถึง พื้นผิวที่ลื่นและลื่นที่สุดในโลก เป็นที่คาดกันว่าอนุภาคนาโนที่กลัวทุกสิ่งสามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้ เช่น ในกระบวนการถ่ายเทความร้อนในท่อและระบบ การขจัดน้ำแข็งออกจากพื้นผิว และการป้องกันการระเหย ศักยภาพที่มีแนวโน้มสำหรับพื้นผิวที่พัฒนาแล้วยังสามารถเห็นได้ในสาขาไมโครฟลูอิดิก {}
เลโอนาร์โด ดา วินชี มีชื่อเสียงในฐานะหนึ่งในบุคคลที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดในช่วงยุคฟื้นฟูศิลปวิทยา ศิลปินมีความสามารถมากมายซึ่งเขาได้แปรสภาพเป็นงานศิลปะหรือสิ่งประดิษฐ์เหนือกาลเวลา การวิเคราะห์ตัวอย่างไมโครตัวอย่างล่าสุดที่ถ่ายจากสีที่ใช้ในผลงานของเขา โมนาลิซาและพระกระยาหารมื้อสุดท้าย บ่งชี้ว่าดาวินชีไม่เพียงแต่วาดภาพได้สวยงามเท่านั้น แต่ยังทดลองอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่ดีที่สุดของส่วนประกอบของเขาอีกด้วย ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติชี้ให้เห็นถึงการมีอยู่ของ สารประกอบตะกั่วที่เป็นพิษ ในชั้นฐานของภาพวาดทั้ง สอง จิตรกรอาจพยายามใช้เม็ดสีตะกั่วสีขาวเป็นแถบหนาโดยการทำให้น้ำมันที่ใช้บนผืนผ้าใบอิ่มตัวด้วยตะกั่วออกไซด์ (PbO) เพิ่มเติม นักวิจัยได้ใช้เทคนิคการเลี้ยวเบนรังสีเอกซ์และอินฟราเรดสเปกโทรสโกปีว่าภาพวาดไม่เพียงมีสารตะกั่วสีขาวเท่านั้น แต่ยังมีสารประกอบที่หายากกว่ามากอีกด้วย เช่น พลัมโบนาไครต (Pb 5 {}O{} 2 ) ซึ่งมีความเสถียรเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเท่านั้น การค้นพบนี้อาจบ่งชี้ว่าเลโอนาร์โดเป็นผู้บุกเบิกเทคนิคการวาดภาพนี้ {}
Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus และ Alexei I. Ekimov ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2023 นับเป็นรางวัลโนเบลสาขาเคมี ครั้งที่ 115 ซึ่งมอบให้โดย Royal Swedish Academy of Sciences ซึ่งยกย่องนักวิทยาศาสตร์ "สำหรับการค้นพบและการสังเคราะห์ควอนตัมดอท" จุดควอนตัมเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มอนุภาคนาโนซึ่งมีขนาดเล็กพอที่จะกำหนดคุณลักษณะเฉพาะของมันได้ การทำงานของจุดควอนตัมขึ้นอยู่กับการปล่อยและการดูดกลืนรังสีเป็นหลัก คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์และทางแสงที่เป็นเอกลักษณ์ของอนุภาคนาโนเหล่านี้ ช่วยให้สามารถนำไปใช้งานได้หลากหลาย รวมถึงอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ หน้าจอโทรทัศน์บางรุ่น หรือหลอดไฟ LED หลังจากกล่าวถึงข้อมูลบางส่วนเกี่ยวกับควอนตัมดอทแล้ว ก็ถึงเวลาบอกเล่าเรื่องราวของผู้ชนะรางวัลโนเบล นักวิทยาศาสตร์ Alexei Ekimov จากบริษัท Nanocrystals Technology Inc. สังเคราะห์จุดควอนตัมในเมทริกซ์แก้วเป็นครั้งแรกในปี 1981 สองปีต่อมา หลุยส์ บรูส แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้รับโครงสร้างเดียวกันนี้ แต่ยังอยู่ในสารแขวนลอยคอลลอยด์ ในทางกลับกัน Moungi G. Bawendi จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ พร้อมด้วยทีมนักวิจัย ได้พัฒนาวิธีการหนึ่งที่ได้รับความนิยมและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในการสังเคราะห์จุดควอนตัม เพื่อสร้างโมเลกุลที่ใกล้จะสมบูรณ์แบบ {}
มีการมอบรางวัล Foundation for Polish Science เป็นครั้ง ที่ 32 ในปี 2023 รางวัลนี้มักเรียกกันว่า "รางวัลโนเบลแห่งโปแลนด์" เนื่องจากถือเป็นรางวัลทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในโปแลนด์ รางวัลนี้มอบให้กับ "นักวิชาการที่โดดเด่นสำหรับความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์พิเศษและการค้นพบที่ผลักดันขอบเขตของความรู้ความเข้าใจ เปิดมุมมองการวิจัยใหม่ ๆ มีส่วนสนับสนุนที่โดดเด่นต่อความก้าวหน้าทางอารยธรรมและวัฒนธรรมของประเทศของเรา และสร้างความโดดเด่นในการรับมือกับความท้าทายที่ทะเยอทะยานที่สุด ของโลกสมัยใหม่" รางวัลในปีนี้ในสาขาเคมีและวัสดุศาสตร์ตกเป็นของ Prof. Marcin Stępień จากภาควิชาเคมีที่ University of Wroclaw รางวัลนี้มอบให้ "สำหรับการออกแบบและได้รับสารประกอบอะโรมาติกใหม่ที่มีโครงสร้างและคุณสมบัติเฉพาะตัว" แนวคิดเรื่อง "ความมีกลิ่นหอม" เป็นที่รู้จักในทางเคมีมาตั้งแต่ครึ่งหลังของศตวรรษ ที่ 19 และได้รับการพัฒนาตลอดเวลาโดยนักวิทยาศาสตร์ เช่น ศาสตราจารย์ Stępień ผลงานทางวิทยาศาสตร์ของเขาคือการออกแบบและการสังเคราะห์โมเลกุลอะโรมาติกและต่อต้านอะโรมาติกใหม่ ซึ่งโดดเด่นด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์และรูปร่างสามมิติที่แปลกตา สิ่งเหล่านี้เป็นความสำเร็จที่สำคัญจากมุมมองด้านความรู้ความเข้าใจ แต่ยังเปิดการใช้งานใหม่สำหรับสารประกอบเหล่านี้เป็นวัสดุอินทรีย์ที่ใช้งานได้ โมเลกุลที่สังเคราะห์โดยศาสตราจารย์ผู้ได้รับรางวัลอาจเป็นแรงบันดาลใจในการค้นหาวัสดุอินทรีย์ใหม่ๆ (โดยเฉพาะสีย้อมที่ใช้งานได้จริง) ซึ่งอาจพบการใช้งานในอุปกรณ์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และ LED หรือในการบำบัดด้วยแสงและการวินิจฉัยทางการแพทย์ และอื่นๆ อีกมากมาย {}
พฤศจิกายน 2023 มีข่าวดีจากทีมนักวิทยาศาสตร์ในออสเตรเลียที่ค้นพบว่าโลหะเหลวสามารถนำไปใช้ในการผลิตตัวเร่งปฏิกิริยาได้ จนถึงขณะนี้ ส่วนใหญ่ผลิตจากวัสดุแข็ง รวมถึงโลหะหรือสารประกอบออร์แกโนเมทัลลิก อย่างไรก็ตาม การใช้งานต้องใช้อุณหภูมิสูง ส่งผลให้มีการใช้พลังงานเพิ่มขึ้นและปล่อยก๊าซเรือนกระจก กลุ่มนักวิจัยที่นำโดยศาสตราจารย์ Kourosh Kalantar-Zadeh ศึกษาความเป็นไปได้ของการใช้โลหะเหลว (เช่น แกลเลียม) ซึ่งสามารถเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่อุณหภูมิต่ำกว่าได้ ซึ่งจะช่วยลดการใช้พลังงานและลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกในภาคเคมี สิ่งนี้สำคัญมากเนื่องจากอุตสาหกรรมมีส่วนสำคัญในการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก นอกจากนี้ ความยืดหยุ่นที่มากขึ้นของโลหะเหลวเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะแข็ง ยังให้โอกาสในการปรับปรุงประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาอีกด้วย นักวิทยาศาสตร์ในออสเตรเลียวางแผนที่จะทำการวิจัยต่อไป หากการค้นพบนี้เป็นไปได้ ก็อาจนำไปสู่การแนะนำกระบวนการใหม่ๆ ที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในการผลิตสารเคมี {}
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01148-7
{} https://www.nature.com/articles/s41467-023-37714-3
{} https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/webb-makes-first-detection-of-crucial-carbon-โมเลกุล
{} https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jacs.3c02070
{} https://www.nature.com/articles/s41586-023-06192-4
{} https://www.nature.com/articles/s41557-023-01346-3
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c07000
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/rozmowy-z-laureatami-nagrod-fnp-2023/
{} https://www.nature.com/articles/s41565-023-01540-x
เราขอนำเสนอ 10 การค้นพบและเหตุการณ์ที่น่าสนใจที่เปลี่ยนแปลงโลกแห่งเคมีในปี 2565 
การมีอยู่ของนิวตริโนได้รับการทำนายทางทฤษฎีโดย Wolfgang Pauli ในปี 1930 อนุภาคนี้ควรจะสร้างสมดุลพลังงานของการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสีเบต้า แม้จะมีทฤษฎีต่างๆ แต่ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะยืนยันการมีอยู่ของอนุภาคนี้มาเป็นเวลานานแม้ว่าจะถูกเรียกว่า นิวตริโน เมื่อเวลาผ่านไปก็ตาม โดยมีลักษณะเฉพาะคือ ไม่มีประจุไฟฟ้าและมีปฏิกิริยากับอนุภาคอื่น ๆ อย่างอ่อนมาก นักวิทยาศาสตร์บางคน สันนิษฐานว่านิวตริโนไม่มีมวลเหมือนกับโฟตอน ในขณะที่คนอื่นๆ คิดว่ามันเล็กมาก การชั่งน้ำหนักนิวตริโนจะทำให้เราเข้าใจเอกภพได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้จักรวาลกลายเป็นหัวข้อวิจัยใน โครงการ KATRIN ระดับนานาชาติ ซึ่งนำโดยสถาบันเทคโนโลยีคาร์ลสรูเฮอ ใน การทดลอง นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้ ปรากฏการณ์การสลายตัวของบีตาซึ่งเกิดขึ้น ในอะตอมของไอโซโทปไฮโดรเจน (เรียกว่า ทริเทียม) KATRIN เป็นเครื่องมือวิจัยเฉพาะทาง มีความยาว 70 ม. และมีสเปกโตรมิเตอร์ขนาดใหญ่ที่ใช้ในการวัดคุณสมบัติของอิเล็กตรอนที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี การวิจัยดำเนินมาตั้งแต่ปี 2562 และให้ผลลัพธ์ที่ดีขึ้นเรื่อยๆ ผลลัพธ์ประการหนึ่งของงานนี้คือ การหามวลของนิวตริโนซึ่งมีค่าไม่เกิน 0.8 eV สำหรับการเปรียบเทียบ มวลของอิเล็กตรอนคือ 0.511 MeV (ล้านอิเล็กตรอน-โวลต์) และ มวลของนิวตรอนคือ 0.938 GeV (พันล้านอิเล็กตรอน-โวลต์) นี่เป็นครั้งแรกที่การวัดประสบความสำเร็จต่ำกว่าขีดจำกัดอิเล็กตรอน-โวลต์ ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมสิ่งนี้ถึงเป็นความสำเร็จที่สำคัญ {} การวิจัยภายใต้โครงการ KATRIN ยังคงดำเนินอยู่และคาดว่าจะดำเนินไปจนถึงปี 2024 เป็นอย่างน้อย นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้ผลลัพธ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้นในการวัดมวลของนิวตริโน {}
พลาสติกที่ผลิตในปริมาณมากสามารถพบได้ทุกที่ในปัจจุบัน หนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่รู้จักกันดีคือขวดพลาสติกซึ่งอาจประกอบด้วยวัสดุหลายประเภท และการรีไซเคิลก็ไม่ใช่วิธีที่ง่ายที่สุด แม้ว่าการนำพลาสติกกลับมาใช้ใหม่จะเกี่ยวข้องกับต้นทุนและเป็นกระบวนการที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้ยังไม่ได้รับความนิยมมากนัก นักวิทยาศาสตร์กำลังมองหาการประยุกต์ใช้วัสดุที่นำกลับมาใช้ใหม่ ซึ่งอาจทำให้กระบวนการนี้มีประโยชน์มากยิ่งขึ้น นักเคมีกลุ่มหนึ่งจากมหาวิทยาลัยไรซ์ ได้ประกาศผลการวิจัยของพวกเขา ซึ่งพิสูจน์ว่า พลาสติกที่ใช้แล้วสามารถมีประโยชน์ในการต่อสู้กับการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์สูง ตามที่รายงานในวารสาร “ASC Nano ” {} นักวิทยาศาสตร์ได้สำรวจกระบวนการ ไพโรไลซิส ซึ่งก็คือการสลายตัวของสารเคมี ประกอบด้วยการให้ความร้อนแก่สารบางชนิดจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก โดยรักษาสภาวะไร้ออกซิเจน ปัจจุบันมีการใช้ไพโรไลซิสในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีและอื่นๆ อีกมากมาย นักเคมีจากมหาวิทยาลัยไรซ์ ทำการไพโรไลซ์พลาสติกต่อหน้าโพแทสเซียมอะซิเตต ส่งผลให้ได้โมเลกุลที่มีความจำเพาะเจาะจงมากซึ่งมีรูพรุนขนาดเล็กมาก และจับและจับกับโมเลกุล CO 2 ได้ดี วัสดุนี้สามารถใช้เป็นตัวดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ในอุดมคติ เช่น ในรูปแบบของตัวกรองสำหรับปล่องไฟของโรงไฟฟ้าที่เผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิล ตัวดูดซับดังกล่าวจะมีลักษณะเฉพาะด้วยคุณสมบัติที่สามารถใช้งานได้หลายครั้ง และยิ่งไปกว่านั้น การจับ CO 2 จำนวนหนึ่งตันด้วยมันจะถูกกว่าหลายเท่ากว่าวิธีการกักเก็บ (การจับ) คาร์บอนไดออกไซด์ในปัจจุบันหลายเท่า {}
แม่เหล็กนาโนควอนตัมที่มีคุณสมบัติพิเศษคือการค้นพบของนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Jagiellonian ทีมนักวิจัยที่นำโดยดร. Dawid Pinkowicz ซึ่งอธิบายไว้ใน “การสื่อสารทางธรรมชาติ” {} ได้บันทึกวารสาร นาโนแม่เหล็กควอนตัมออร์แกโนเมทัลลิก ชนิดใหม่ ซึ่ง ไอออนแม่เหล็กส่วนกลางถูกล้อมรอบด้วยไอออนโลหะอื่น ๆ เท่านั้น โมเลกุลประกอบด้วย ไอออนเออร์เบียมส่วนกลางซึ่งรวมกับไอออนรีเนียมหนักสามตัว การรวมกันนี้ทำให้สามารถเข้าใกล้คุณสมบัติของแม่เหล็กขนาดใหญ่ที่เป็นที่รู้จักมากขึ้นได้ นักวิทยาศาสตร์เน้นย้ำว่าถึงแม้โมเลกุลแม่เหล็กจะไม่ถูกนำมาใช้ในอนาคตอันใกล้นี้ แต่แม่เหล็กเหล่านี้สามารถปฏิวัติอนาคตและเปลี่ยนแปลงสาขาต่างๆ เช่น อิเล็กทรอนิกส์และวิทยาการคอมพิวเตอร์ได้ แม่เหล็กโมเลกุลที่รู้จักในปัจจุบันต้องการการระบายความร้อนที่แข็งแกร่ง ดังนั้น เพื่อค้นหาการใช้งานจริงสำหรับนาโนแม่เหล็ก จึงจำเป็นต้องสร้างมันขึ้นมาในลักษณะที่พวกมันสามารถทำงานได้ที่อุณหภูมิห้อง นักวิทยาศาสตร์กำลังรอการวิจัยเพิ่มเติมในด้านนี้ {}
แบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ใช้ในอุปกรณ์เกือบทุกวัน การผลิตอุปกรณ์ดังกล่าวต้องใช้โลหะหายาก เช่น โคบอลต์และลิเธียม ซึ่งไม่ใช่องค์ประกอบทั่วไปและมีผลกระทบอย่างมากต่อราคาการผลิต ตามที่นักวิทยาศาสตร์ระบุ ลิเธียมสามารถถูกแทนที่ด้วยโซเดียม ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการผลิตได้อย่างมาก นอกจากนี้ แบตเตอรี่โซเดียมจะชาร์จเร็วขึ้นมาก และการสิ้นเปลืองแบตเตอรี่ “เป็นศูนย์” จะไม่ส่งผลเสียใดๆ อย่างไรก็ตาม งานที่ทำจนถึงตอนนี้จบลงด้วยความล้มเหลว เนื่องจากโซเดียมก่อตัวเป็นโครงสร้างโลหะบางๆ บนอิเล็กโทรดอย่างรวดเร็ว หรือที่เรียกว่า เดนไดรต์ ซึ่งส่งผลให้แบตเตอรี่ดังกล่าวมีอายุการใช้งานสั้น นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสติน ได้แก้ไขปัญหานี้โดยใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างวัสดุใหม่ที่ป้องกันการก่อตัวของเดนไดรต์ และด้วยเหตุนี้ จึงป้องกันความเสียหายต่ออิเล็กโทรด มันถูกสร้างขึ้นโดยการฝากโซเดียมชั้นบาง ๆ ไว้บนพลวงเทลลูไรด์แล้วพับมันหลายครั้ง จึงสร้างชั้นสลับกัน ด้วยเหตุนี้ โซเดียมจึงมีการกระจายอย่างสม่ำเสมอ และเดนไดรต์จะก่อตัวได้ช้ากว่ามากและบ่อยครั้งน้อยกว่ามาก ซึ่งช่วยให้สามารถสร้าง แบตเตอรี่โซเดียมที่ตรงกับแบตเตอรี่ลิเธียมในแง่ของจำนวนรอบการชาร์จและคายประจุ และยังมีความหนาแน่นของพลังงานที่เทียบเคียงได้ แบตเตอรี่โซเดียมอาจกลายเป็นอนาคตของอุตสาหกรรม {}
ในปีนี้ Royal Swedish Academy of Sciences มอบรางวัลโนเบลสาขาเคมีแก่สามคน Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal และ K. Barry Sharpless เป็นผู้ชนะรางวัล ซึ่งได้รับการยอมรับ "สำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีเคมีคลิกและเคมีชีวภาพออร์โธโกนัล" "เคมีคลิก" เป็นกระบวนการที่สามารถเปรียบเทียบได้กับอาคาร ทำจากอิฐ LEGO กล่าวคือสามารถรวมชิ้นส่วนโมเลกุลเฉพาะเข้าด้วยกันเพื่อสร้างสารประกอบที่มีความซับซ้อนและความหลากหลายสูง การรวมกันขององค์ประกอบง่าย ๆ ซึ่งเราเรียกว่า "หน่วยการสร้างทางเคมี" ช่วยให้คุณสร้างความหลากหลายที่แทบจะไม่มีที่สิ้นสุด ของโมเลกุล ในทางกลับกัน เคมีชีวภาพ (Biorthogonal chemistry ) ช่วยให้สามารถติดตามกระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตได้โดยไม่ทำลายเซลล์จึงเป็นโอกาสพิเศษในการศึกษาโรคภายในเซลล์และในสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อน ทั้งแบบ “คลิกเคมี” เทคโนโลยีและเคมีชีวภาพเป็นการค้นพบที่สำคัญโดยเฉพาะในด้านการแพทย์และเภสัชกรรมซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการพัฒนาของทั้งสองสาขานี้ {} คุณสามารถอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับผู้ชนะและการค้นพบที่ได้รับรางวัลได้ในบทความ “รางวัลโนเบลสาขาเคมี” ซึ่งก็คือ มีอยู่ในบล็อก PCC Group ด้วย
เป็นครั้งที่ 31 ที่ Foundation for Polish Sciences มอบรางวัล ซึ่งถือเป็นรางวัลทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญที่สุดในโปแลนด์และมักเรียกกันว่า "รางวัลโนเบลโปแลนด์" รางวัลเหล่านี้มอบให้สำหรับการค้นพบพิเศษและความสำเร็จทางวิทยาศาสตร์ที่ก้าวข้ามขอบเขตของความรู้ความเข้าใจ เช่นเดียวกับการเปิดมุมมองการรับรู้ใหม่ๆ และมีส่วนสนับสนุนอย่างโดดเด่นต่ออารยธรรมและความก้าวหน้าทางวัฒนธรรมของประเทศของเรา และรับประกันว่าโปแลนด์จะมีบทบาทสำคัญในการก้าวไปสู่ความทะเยอทะยานที่สุด ความท้าทายของโลกสมัยใหม่ ผู้ชนะรางวัลในปีนี้ในสาขาเคมีและวัสดุศาสตร์คือศาสตราจารย์ Bartosz Grzybowski ศาสตราจารย์ Bartosz Grzybowski จากสถาบันเคมีอินทรีย์ของสถาบันวิทยาศาสตร์แห่งโปแลนด์ในกรุงวอร์ซอและสถาบันวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ Ulsan ในสาธารณรัฐเกาหลี ได้รับรางวัล "สำหรับการพัฒนาและการตรวจสอบเชิงประจักษ์ของระเบียบวิธีอัลกอริทึมสำหรับการวางแผนการสังเคราะห์สารเคมี" การค้นพบของเขาประกอบด้วย การสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่วางแผนโดยคอมพิวเตอร์ และใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อทำนายปฏิกิริยาเคมี และในขณะเดียวกันก็ค้นพบสารประกอบใหม่ที่สามารถใช้เป็นยาได้ ศาสตราจารย์ Grzybowski เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์กลุ่มแรกๆ ในโลกที่เกี่ยวข้องกับเคมีอินทรีย์ ซึ่งตัดสินใจว่าถึงเวลาแล้วที่จะใช้ความเป็นไปได้ของวิธีคำนวณ และพัฒนาเครื่องมือที่สามารถทำนายได้ไม่เพียงแต่ในชีวิตจริงเท่านั้น แต่ยังมีวิธีที่ดีกว่าในการสังเคราะห์สิ่งที่ยากอีกด้วย โมเลกุลอินทรีย์ {} นอกจากนี้ เป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การกล่าวถึงผู้ชนะรางวัลในสาขาวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิตและธรณีศาสตร์ นั่นคือ ศาสตราจารย์ Marcin Nowotny ซึ่งได้รับรางวัล "สำหรับการอธิบายกลไกระดับโมเลกุลของการรับรู้และซ่อมแซมความเสียหายของ DNA" ผู้ได้รับรางวัลคนที่สามในปีนี้ในสาขามนุษยศาสตร์และสังคมศาสตร์คือศาสตราจารย์ Adam Łajtar – ได้รับรางวัล “สำหรับการตีความแหล่งที่มาทาง epigraphic ซึ่งแสดงให้เห็นแง่มุมทางศาสนาและวัฒนธรรมของการทำงานของชุมชนยุคกลางที่อาศัยอยู่ในหุบเขาไนล์ ” {}
เอล อาลี หรือที่รู้จักกันในชื่อ รัตติกาล เป็นอุกกาบาตหนัก 15.2 ตัน ที่ถูกระบุครั้งแรกในโซมาเลียในปี 2563 หลังจากศึกษาตัวอย่างหนัก 70 กรัมนี้เป็นเวลาสองปี นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตาของแคนาดา ในเมืองเอ็กมอนต์ ก็ได้ค้นพบแร่ธาตุ 2 ชนิดในนั้นที่ไม่มี เคยเห็นบนโลกมาก่อน แร่ธาตุที่ค้นพบมีชื่อว่า เอไลต์ (เพื่อเป็นเกียรติแก่อุกกาบาตและเมืองใกล้กับที่ถูกค้นพบ) และ เอลคิสแตนโทไนต์ (ตามชื่อนักวิจัยของ NASA ลินดา เอลกินส์-แทนตัน) นักวิจัยได้ประกาศการค้นพบสารประกอบเคมีชนิดใหม่เมื่อวันที่ 21 พฤศจิกายน ระหว่างการประชุม Space Exploration Symposium ซึ่งจัดขึ้นที่มหาวิทยาลัยอัลเบอร์ตา เป็นที่น่าสังเกตว่าถึงแม้ว่าแร่ธาตุจะไม่ได้พบเห็นในรูปแบบตามธรรมชาติบนโลกของเรา แต่แร่ธาตุที่คล้ายกันมากนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการสังเคราะห์ในห้องปฏิบัติการในช่วงทศวรรษ 1980 การวิจัยเกี่ยวกับสารประกอบใหม่นี้จะช่วยตอบคำถามว่าแร่ธาตุเหล่านี้สามารถพบเห็นได้ในโลกของเราในอนาคตอย่างไร {} {}
วันที่ 5 ธันวาคม 2022 กลายเป็นวันสำคัญสำหรับโลกแห่งวิทยาศาสตร์ แต่ยังรวมถึงประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติด้วย ในวันนี้ นักวิทยาศาสตร์ของ Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) ประสบความสำเร็จในการวิจัยฟิวชันนิวเคลียร์แสนสาหัส ซึ่งดำเนินการที่ National Ignition Facility (NIF) นับเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ที่ฟิวชันผลิตพลังงานได้มากกว่าที่ใช้ในการเริ่มปฏิกิริยา ข่าวของเหตุการณ์นี้ได้รับการประกาศเมื่อวันที่ 13 ธันวาคมระหว่างงานแถลงข่าวของตัวแทน LLNL ซึ่งจัดขึ้นต่อหน้าเลขาธิการกระทรวงพลังงานและหัวหน้าหน่วยงานความปลอดภัยนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกา ฟิวชั่นเทอร์โมนิวเคลียร์ประกอบด้วยการรวมนิวเคลียสของอะตอมเบาเข้ากับนิวเคลียสที่หนักกว่าซึ่งมาพร้อมกับการปล่อยพลังงานจำนวนมาก เชื้อเพลิงที่เหมาะสมอย่างยิ่งในการสร้างพลังงานจากปฏิกิริยานี้คือ ไฮโดรเจน เนื่องจากเรามีอยู่มากมายบนโลกของเรา อย่างไรก็ตาม นิวเคลียสของอะตอมจะขับไล่แรงไฟฟ้าสถิต ดังนั้นเพื่อให้ฟิวชันเกิดขึ้น จะต้องสร้างสภาวะที่เฉพาะเจาะจงมาก กล่าวคือ ให้ความร้อนแก่พวกมันจนถึงระดับหลายล้านองศาและบีบพวกมันไปสู่ชั้นบรรยากาศนับล้าน (กระบวนการนี้จะแตกต่างในดาวฤกษ์ ซึ่งมันเกิดขึ้นต้องขอบคุณ อุโมงค์ควอนตัม) มีการพยายามฟิวชั่นเทอร์โมนิวเคลียร์หลายครั้งทั่วโลก แต่จนถึงขณะนี้ผลลัพธ์คือการดูดซับพลังงานมากกว่าปริมาณที่ผลิตได้ โรงงานจุดระเบิดแห่งชาติได้ดำเนินการเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้มาตั้งแต่ปี 1950 แต่ในทางเทคนิคแล้วเป็นเรื่องยากมาก นั่นคือเหตุผลว่าทำไมผลลัพธ์ล่าสุดจึงเป็นความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่และแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้ใหม่ๆ การทดลองคือพัลส์ของเลเซอร์ NIF ขนาดใหญ่ส่งพลังงาน 2.05 เมกะจูลไปยังแคปซูลไฮโดรเจน ในขณะที่ฟิวชั่นให้พลังงาน 3.15 เมกะจูลหรือ 54%ของพลังงานส่วนเกิน (มากกว่าหนึ่งล้านจูล) แม้ว่าล้านจะฟังดูน่าตื่นเต้นมาก แต่ค่านี้เทียบเท่ากับหนึ่งในสี่ของกิโลวัตต์ชั่วโมง ซึ่งเป็นพลังงานเพียงพอที่จะต้มน้ำหนึ่งกาต้มน้ำได้หลายสิบครั้ง ชุมชนวิทยาศาสตร์ที่ตื่นตัวยังตั้งข้อสังเกตอีกว่าในขณะที่พลังงานเพียง 2.05 เมกะจูลถูกจ่ายให้กับกระบวนการนี้ แต่พลังงานมากกว่า 322 เมกะจูลถูกใช้เพื่อจ่ายพลังงานให้กับเลเซอร์ 192 ตัวที่จำเป็น ซึ่งมากกว่าพลังงานฟิวชั่นที่เกิดขึ้นจริงถึงร้อยเท่า นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่เน้นย้ำว่าทีมนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรต้องใช้เวลาหลายทศวรรษในการค้นหาความเป็นไปได้ในการใช้ฟิวชันนิวเคลียร์แสนสาหัสในระดับที่ใหญ่ขึ้น {} {}
มีคนพูดถึงข้อเท็จจริงที่ว่าแหล่งพลังงานหมุนเวียนเป็นอนาคตของโลกของเรา ซึ่งสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการควบคุมวิกฤตสภาพภูมิอากาศและภาวะโลกร้อน นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ยังคงมองหาวิธีแก้ปัญหาที่จะช่วยให้การใช้พลังงานจาก RES ดียิ่งขึ้นและง่ายขึ้น วิศวกรจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ได้สร้างเซลล์แสงอาทิตย์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่สามารถเปลี่ยนพื้นผิวแข็งใดๆ ให้เป็นแหล่งพลังงาน และบางกว่าเส้นผมของมนุษย์ เซลล์เหล่านี้ติดอยู่กับผ้าที่มีน้ำหนักเบาและแข็งแรงมาก ซึ่งช่วยให้ติดได้ง่ายแทบทุกที่ ตามที่นักวิทยาศาสตร์กล่าวไว้ สิ่งประดิษฐ์นี้สามารถนำไปใช้ได้จริงในกรณีฉุกเฉิน เมื่อไม่มีแหล่งพลังงานอื่นในพื้นที่ แต่ยังรวมถึงการเดินทางด้วย เซลล์สมัยใหม่นี้ทำจากหมึกเซมิคอนดักเตอร์โดยใช้เครื่องพิมพ์ 3 มิติ เบากว่าแผงทั่วไปถึงร้อยเท่า และ ให้พลังงานต่อกิโลกรัมมากกว่ามาก การแก้ปัญหายังอยู่ในขั้นตอนการทดสอบ เนื่องจากมีปัญหาเกี่ยวกับความต้านทานของแผงต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์กำลังทำงานเพื่อสร้างภาชนะที่มีน้ำหนักเบาเป็นพิเศษซึ่งสามารถปิดล้อมเซลล์ได้ นักวิจัยเชื่อว่าเซลล์ที่บางเฉียบจะเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ปฏิวัติวงการการผลิตพลังงานในโลก {} {}
นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) และห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับโลหะผสมชนิดใหม่ซึ่งพบว่ามี ความเหนียวสูงผิดปกติ (อ่อนตัวได้และเหนียวมาก) และในขณะเดียวกันก็ มีความแข็งแรงอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน (ทนทานต่อการเสียรูป) โลหะผสมนี้ประกอบด้วยโครเมียม โคบอลต์ และนิกเกิล – CrCoNi จากการทดสอบครั้งแรกกับ CrCoNi พบว่าความเหนียวและความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเมื่อโลหะผสมเย็นลง แม้จะมีอุณหภูมิประมาณ -196 o C อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในเดือนธันวาคม 2022 ในวารสาร Science {} ยืนยันว่าสามารถทนต่ออุณหภูมิที่ต่ำกว่าได้ (-253 o C) ที่มีฮีเลียมเหลวอยู่ นี่เป็นปรากฏการณ์ที่น่าสนใจมาก เพราะสำหรับวัสดุอื่นๆ ส่วนใหญ่แล้ว ผลกระทบจะตรงกันข้าม ตัวอย่างเช่น เหล็กจะแตกร้าวได้ง่ายกว่ามากที่อุณหภูมิต่ำมาก เป็นที่น่าสังเกตว่าโลหะผสม CrCoNi อยู่ใน กลุ่มโลหะผสม HEA (โลหะผสมเอนโทรปีสูง) มีความโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าพวกมันเป็น ส่วนผสมขององค์ประกอบที่เป็นส่วนประกอบในส่วนที่เท่ากัน แทนที่จะมีความเด่นขององค์ประกอบเดียวและมีองค์ประกอบเพิ่มเติมจำนวนน้อยกว่า เนื่องจากเป็นกรณีของโลหะผสมที่ใช้ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน สิ่งนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณสมบัติพิเศษของมัน ความแข็งแกร่งเฉพาะตัวของโลหะผสม CrCoNi ที่อุณหภูมิต่ำอย่างไม่น่าเชื่ออาจทำให้นำไปใช้ได้ในอนาคต และอื่นๆ ในวัตถุที่เคลื่อนที่ผ่านอวกาศ {}
{} https://www.nature.com/articles/s41567-021-01463-1
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/ile-wazy-neutrino-naukowcy-w-koncu-zwazyli-najlzejsza-czastke-elementarna-znana-fizyce-220216091750
{} https://www.iea.org/news/global-co2-emissions-rebounded-to-their-highest-level-in-history-in-2021
{} https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c00955
{} https://www.nature.com/articles/s41467-022-29624-7
{} https://naukawpolsce.pl/aktualnosci/news%2C92110%2Cpolacy-sworzyli-magnetyczna-czasteczke-o-wyjatkowych-wlasciwosciach.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/nadchodza-baterie-sodowe-tansze-od-litowych-rownie-sprawne-i-bezpieczniejsze-dla-swiata-211207050535
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2022/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/prof-bartosz-grzybowski-laureat-nagrody-fnp-2022/
{} https://www.fnp.org.pl/znamy-laureatow-nagrod-fnp-2022/
{} https://www.ualberta.ca/folio/2022/11/new-minerals-discovered-in-massive-meteorite-may-reveal-clues-to-asteroid-formation.html
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/w-tym-meteorycie-odnaleziono-dwa-mineraly-ktorych-nigdy-nie-widziano-na-ziemi-221201050211
{} https://www.llnl.gov/news/national-ignition-facility-achieves-fusion-ignition
{} https://oko.press/przelom-w-badaniach-nad-fuzja-termojadrowa
{} https://news.mit.edu/2022/ultrathin-solar-cells-1209
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-opracowali-ultracienkie-ogniwa-sloneczne-moga-zmienic-kazda-powierzchnie-w-zrodlo-energii-221212125125
{} https://www.science.org/doi/10.1126/science.abp8070
{} https://mobirank.pl/2022/12/14/prosty-stop-tworzy-najtwardszy-material-jaki-kiedykolwiek-zarejestrowano/
เพื่อแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อย่างน้อย เราได้เตรียมบทสรุปการค้นพบและเหตุการณ์ที่น่าสนใจสิบประการในปี 2021 ในสาขาเคมี 
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์ได้ค้นพบเทคนิคใหม่ในการทำให้ไม้โปร่งใส ในอดีต มีการพยายามทำให้ไม้โปร่งใสโดยใช้สารเคมีเฉพาะทางเพื่อกำจัดลิกนิน อย่างไรก็ตาม ข้อเสียเปรียบหลักคือทำให้ไม้อ่อนแอลง วิธีการใหม่นี้ใช้การเปลี่ยนแปลงลิกนิน ในช่วงเริ่มต้นของกระบวนการ โมเลกุลที่ทำให้สีไม้ถูกกำจัดออกไป จากนั้น จะใช้สารไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ชนิดพิเศษลงบนพื้นผิวซึ่งโดนแสงยูวี (หรือแสงแดดธรรมชาติ) หลังการรักษาเหล่านี้ ไม้จะมีสีขาว จากนั้นจึงแช่ไม้ในเอธานอลเพื่อทำความสะอาดได้ทั่วถึงยิ่งขึ้น ในที่สุดรูขุมขนจะเต็มไปด้วยอีพ๊อกซี่ไม่มีสีเพื่อทำให้วัสดุเรียบเนียนและโปร่งใสเกือบสมบูรณ์แบบ ช่วยให้ไม้มีคุณสมบัติในการส่งผ่านแสงได้มากถึง 90%และวัสดุมีความแข็งแรงกว่าวัสดุโปร่งใสทั่วไปถึง 50 เท่า อีกทั้งยังเบากว่าและเหนือสิ่งอื่นใด แข็งแรงกว่ากระจกและให้ฉนวนที่ดีกว่า {} {} การค้นพบนี้อาจกลายเป็นการปฏิวัติอย่างแท้จริงสำหรับอุตสาหกรรมการก่อสร้างและเปลี่ยนภาพลักษณ์ของอาคารในอนาคตไปอย่างสิ้นเชิง นอกจากนี้ การวิจัยยังอยู่ระหว่างดำเนินการเกี่ยวกับวัสดุไม้โปร่งใสที่ทันสมัยทางเทคโนโลยี ซึ่งจะไวต่อการสัมผัสเพิ่มเติม และจะเป็นทางเลือกแทนจอแสดงผลประเภทต่างๆ เนื่องจากความแข็งแกร่งที่สอดคล้องกับคุณลักษณะของไม้ จอแสดงผลดังกล่าวจึงพิสูจน์ตัวเองได้ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งกระจกมักจะเสียหาย {}
วิธีการผลิตเซรามิกมีความโดดเด่นด้วยประเพณีอันยาวนาน อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยี ถึงเวลาสำหรับการเปลี่ยนแปลงที่นี่เช่นกัน การระบายสีแบบดิจิทัลของกระเบื้องเซรามิกซึ่งอาจมาแทนที่วิธีการเคลือบแบบคลาสสิกกำลังจะกลายเป็นความก้าวหน้าของอุตสาหกรรมนี้ ลวดลายจะถูกนำไปใช้ด้วยวิธีการพิมพ์ที่มีความละเอียดสูง ด้วยเหตุนี้ ไม่เพียงแต่จะได้สีที่หลากหลายเท่านั้น แต่ยังรวมถึงพื้นผิวที่หลากหลาย ซึ่งอาจเปรียบได้กับผ้าหรือไม้ โซลูชันนี้ได้รับการพัฒนาโดยบริษัท Metco ของอิตาลี ซึ่งได้สร้างหมึกพิเศษที่ยั่งยืนที่เรียกว่า ECO-INK สำหรับเซรามิกดิจิทัล หมึกที่นำเสนอนั้นเป็นน้ำ ดังนั้นจึงไม่มีตัวทำละลายอินทรีย์ ซึ่งช่วยลดทั้งความเป็นพิษและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของผลิตภัณฑ์ นอกจากนี้สียังสามารถทะลุพื้นผิวของกระเบื้องเซรามิกได้ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีชั้นป้องกันเพิ่มเติม ส่งผลให้กระบวนการมีประสิทธิภาพและยั่งยืนมากขึ้น นอกจากนี้พื้นผิวกระเบื้องยังมีความทนทานมากขึ้นหลังการใช้ ECO-INK ตามที่ผู้ผลิตได้ประกาศไว้ สีนี้เป็นการปฏิวัติที่แท้จริงสำหรับอุตสาหกรรมเคมี {}
แม่เหล็กที่เราคุ้นเคยมักพบในรูปของโลหะที่ไม่ยืดหยุ่นและแข็ง ลักษณะเหล่านี้ทำให้เกิดข้อจำกัดมากมายในการใช้แม่เหล็ก นั่นคือเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ได้ดำเนินโครงการ MAGNETO {} ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสร้างวัสดุแม่เหล็กที่มีคุณสมบัติสามารถขึ้นรูปได้ เพื่อให้บรรลุผลนี้ นักวิจัยได้เตรียมผงที่ประกอบด้วยวัสดุแม่เหล็กฝอยที่ผสมกับโพลีเมอร์ต่างๆ การพิมพ์ 3 มิติขั้นสูงถูกนำมาใช้เพื่อสร้างแม่เหล็กจากส่วนประกอบเหล่านี้ ทำให้สามารถให้รูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้นได้ ต้นแบบแรกที่ผลิตแสดงให้เห็นถึงศักยภาพมหาศาลของวัสดุดังกล่าวและความเป็นไปได้ในการใช้งานในหลายสาขา ตั้งแต่เครื่องมือวินิจฉัยไปจนถึงหน้าจอสัมผัสและอื่นๆ อีกมากมาย วัสดุคอมโพสิตที่นำเสนอที่มีคุณสมบัติทางกลและแมกนีโตเป็นพิเศษจะช่วยให้สามารถนำเสนอโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมในหลาย ๆ ด้าน เช่น การแพทย์ ดังนั้นนี่จึงเป็นก้าวสำคัญในการพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี {}
การวิจัยที่มหาวิทยาลัย Warwick ดำเนินการเกี่ยวกับผักบดที่มี 'ยาปฏิชีวนะ' ซึ่งมีสูตรอายุ 1,000 ปี มันถูกเรียกว่า 'ครีมซ่อมแซมการมองเห็น' และค้นพบในคู่มือการแพทย์ภาษาอังกฤษเก่า Medicanale Anglicum ซึ่งเขียนขึ้นในศตวรรษที่ 9 ครีมซึ่งประกอบด้วยหัวหอม กระเทียม (หรือต้นหอม - นักวิทยาศาสตร์มีปัญหาในการแปลชื่ออย่างถูกต้อง) น้ำดีวัว และไวน์ มีคุณสมบัติในการฆ่าเชื้อที่มีศักยภาพมาก มีการแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการต่อต้านแบคทีเรียบางสายพันธุ์ที่ดื้อต่อยาแผนปัจจุบัน แม้แต่การทดสอบเบื้องต้นก็ได้พิสูจน์ถึงประสิทธิภาพของการผสมในการรักษา Staphylococcus aureus อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดได้ขยายไปยังสายพันธุ์อื่นๆ และผลการวิจัยได้ถูกนำเสนอในรูปแบบของสิ่งพิมพ์ทางวิทยาศาสตร์ {} การทดลองแสดงให้เห็นว่ายาธรรมชาตินี้สามารถเป็นอาวุธอันทรงพลังในการต่อต้านแบคทีเรียที่เรียกว่าแผ่นชีวะ นี่เป็นหนึ่งในแบคทีเรียประเภทที่อันตรายที่สุด ซึ่งเราสามารถพบสายพันธุ์ที่ก่อให้เกิดการติดเชื้อ เช่น การติดเชื้อ แต่ยังรวมถึงการติดเชื้อร้ายแรงอื่นๆ ด้วย หวังว่าสูตรนี้จะช่วยรักษาอาการติดเชื้อที่เท้าในผู้ป่วยเบาหวานได้ เป็นต้น ซึ่งปัจจุบันมักส่งผลให้มีการตัดแขนขา ตัวอย่างของยาพอกที่อธิบายไว้ข้างต้นดึงความสนใจไปที่ความขัดแย้งระหว่างยาธรรมชาติและยาแผนปัจจุบัน นำไปสู่การสรุปใหม่และเป็นแรงบันดาลใจให้มีความหวังในการรักษาโรคที่ทำให้คนจำนวนมากต้องทนทุกข์ทรมาน {}
ปัญหาการกำจัดวัตถุที่ทำจากพลาสติกถือเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดประการหนึ่งในปัจจุบัน โลกทั้งโลกกำลังดิ้นรนเพื่อพัฒนาวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการลดปริมาณมลพิษที่ทำลายสิ่งแวดล้อมของเรา วิธีแก้ปัญหาที่น่าสนใจที่สุดอย่างหนึ่งมีต้นกำเนิดมาจากนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระ ซึ่งเปลี่ยนขวดพลาสติกให้เป็นกลิ่นวานิลลา การวิจัยเกี่ยวข้องกับการกลายพันธุ์ของเอนไซม์ที่รับผิดชอบต่อการสลายตัวของโพลีเอทิลีนเทเรฟทาเลต (โพลีเมอร์ที่ใช้ในการผลิตขวด) ปฏิกิริยาการสลายตัวทำให้เกิดกรดเทเรฟทาลิก (TA) ซึ่งต่อมาถูกเปลี่ยนเป็นวานิลลิน สารประกอบนี้มีรสชาติและกลิ่นของวานิลลาเป็นส่วนใหญ่ และมักใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร ยา และเครื่องสำอาง ตามรายงานของนิตยสาร The Guardian ซึ่งตีพิมพ์บทสัมภาษณ์ของ Joanna Sandler แห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระ ซึ่งเป็นผู้นำโครงการวิจัย พบว่า 85%ของวานิลลินถูกสังเคราะห์จากสารเคมีที่ได้มาจากเชื้อเพลิงฟอสซิล {} อย่างไรก็ตาม ความต้องการวานิลลินยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ดังนั้น นี่จึงเป็นการค้นพบที่สำคัญทั้งเนื่องจากความต้องการที่เพิ่มขึ้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือเพื่อประโยชน์ในการแก้ปัญหาที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อม {}
มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่เกิดจากพลาสติกถือเป็นหนึ่งในภัยพิบัติด้านสิ่งแวดล้อมที่ใหญ่ที่สุด อนุภาคขนาดเล็กของพลาสติกซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 5 มิลลิเมตร ถือเป็นภัยคุกคามอย่างยิ่ง สามารถพบได้ในแหล่งน้ำ แต่ยังสะสมในสิ่งมีชีวิตเช่นปลา แพลงก์ตอน และร่างกายมนุษย์ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขโดยทีมวิจัยของ Dr Piotr Biniarz จาก Wrocław University of Environmental and Life Sciences การวิจัยของพวกเขาประกอบด้วยการค้นหาจุลินทรีย์ที่ย่อยสลายพลาสติกตามธรรมชาติเนื่องจากเอนไซม์ที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากกระบวนการนี้มักไม่มีประสิทธิภาพ จึงมีการวางแผนที่จะโคลนเอนไซม์ให้เป็นยีสต์ที่เติบโตอย่างรวดเร็ว (Yarrowia lipolytica) สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะไม่เพียงแต่สามารถผลิตเอนไซม์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเท่านั้น แต่ยังเติบโตบนน้ำเสียหรือของเสียของชุมชนด้วย เพื่อให้สามารถกำจัดมลพิษขนาดเล็กออกจากมันได้โดยตรง{}
รางวัลโนเบลสาขาเคมีในปีนี้ตกเป็นของ David MacMillan และ Benjamin List "สำหรับการพัฒนาตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์แบบอสมมาตร" Organocatalysis เป็นเครื่องมือพิเศษในการสร้างโมเลกุล จนกระทั่งค้นพบครั้งนี้ สันนิษฐานว่ามีตัวเร่งปฏิกิริยาหรือสารที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาเคมีเพียงสองประเภทเท่านั้น เหล่านี้คือเอนไซม์และโลหะ อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แสดงให้เห็นการมีอยู่ของการเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์แบบอสมมาตร ซึ่งใช้โมเลกุลอินทรีย์ขนาดเล็ก ตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์มีลักษณะเฉพาะด้วยโครงกระดูกอะตอมคาร์บอนที่เสถียร ซึ่งสามารถเกาะกลุ่มสารเคมีที่มีฤทธิ์สูงกว่าได้ อาจมีธาตุต่างๆ เช่น ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ออกซิเจน หรือฟอสฟอรัส มีขนาดเล็กกว่าเอนไซม์มากซึ่งอำนวยความสะดวกในการผลิต คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น แต่ยังมีราคาไม่แพงในการผลิตอีกด้วย ตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์แบบอสมมาตรได้รับการพัฒนามาตั้งแต่ปี 2000 และ David MacMillan และ Benjamin List เป็นผู้นำที่ชัดเจนในสาขานี้ การค้นพบนี้ทำให้เกิดความกระจ่างใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางอุตสาหกรรมทั่วไปหลายอย่าง และแสดงให้เห็นว่าตัวเร่งปฏิกิริยาอินทรีย์อาจถูกนำมาใช้ในปฏิกิริยาเคมีหลายชนิด มีประสิทธิภาพสูงและสามารถรองรับการผลิตได้เกือบทุกอย่างตั้งแต่ยาสมัยใหม่ไปจนถึงโมเลกุลที่ทำหน้าที่จับแสงในเซลล์แสงอาทิตย์ การค้นพบนี้ได้ปฏิวัติโลกแห่งวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างแน่นอน {} {}
กลุ่มวิจัยที่ประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จากชิคาโกและมิสซูรีเริ่มออกแบบวัสดุที่ไวต่อการรับรู้สิ่งเร้าที่อยู่รอบข้างและปรับให้เข้ากับสิ่งเร้าเหล่านั้น เนื่องจากมีคุณสมบัติที่ไม่มีอยู่ในวัสดุที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ จึงจัดอยู่ในกลุ่มของสิ่งที่เรียกว่าวัสดุเมตา มันทำจากองค์ประกอบเพียโซอิเล็กทริกที่ควบคุมโดยวงจรไฟฟ้า อาจใช้เพื่อสร้างวงจรเฉพาะที่ประมวลผลข้อมูล นอกจากนี้พลังงานไฟฟ้ายังช่วยให้สามารถเคลื่อนที่และเปลี่ยนรูปแบบได้ องค์ประกอบเหล่านี้ช่วยให้รับรู้สิ่งเร้าภายนอกและปรับให้เข้ากับสิ่งเร้าเหล่านั้น ดังที่ผู้สร้างกล่าวไว้เองว่าเนื้อหานี้สามารถตัดสินใจได้โดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์ วัสดุเมตาดังกล่าวสามารถทำงานได้ดีในการบิน อุตสาหกรรมอวกาศ การแพทย์ และในด้านอื่นๆ อีกมากมาย {} {}
พลาสติกควรจะถือเป็นการปฏิวัติระหว่างวัสดุที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม แม้จะมีข้อได้เปรียบมากมาย แต่ก็กลายเป็นหนึ่งในปัญหาหลักที่คุกคามโลกของเรา นี่คือเหตุผลที่การวิจัยเกี่ยวกับทางเลือกที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมยังคงดำเนินต่อไป นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนได้พัฒนาวัสดุคล้ายพลาสติกที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งหนึ่งในส่วนประกอบหลักคือเมล็ดปลาแซลมอน ซึ่งสามารถทำได้โดยการรวม DNA ของปลาแซลมอนสองเส้นเข้ากับสารเคมีที่ได้จากน้ำมันพืช ผลลัพธ์ที่ได้คือสารที่มีลักษณะคล้ายเจลเป็นรูพรุน - ไฮโดรเจล ไฮโดรเจลที่ได้จะถูกทำให้แห้งแบบเยือกแข็งและกำจัดความชื้นออกไป จึงสามารถขึ้นรูปเป็นรูปทรงต่างๆ ได้ การผลิตพลาสติกชีวภาพนี้สามารถปล่อย CO2 น้อยกว่าการผลิตพลาสติกโพลีสไตรีนแบบดั้งเดิมถึง 97%นอกจากนี้ยังสามารถรีไซเคิลได้โดยใช้เอนไซม์ย่อย DNA ท้ายที่สุดแล้ว มันสามารถแช่อยู่ในน้ำได้เพื่อที่จะกลายเป็นไฮโดรเจลอีกครั้ง พลาสติกชีวภาพประเภทนี้แสดงถึงโอกาสสำหรับอนาคตของอุตสาหกรรมพลาสติกและเพื่อลดมลภาวะบนโลกของเรา {}
นักวิจัยชาวอิตาลีได้พัฒนาน้ำมันหล่อลื่นที่ใช้กราฟีนตัวใหม่ซึ่งสามารถใช้ในรถยนต์และรถมอเตอร์ไซค์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การเติมกราฟีนทำให้น้ำมันมีเสถียรภาพมากขึ้น ซึ่งนอกจากจะช่วยลดแรงเสียดทานระหว่างชิ้นส่วนเครื่องยนต์แล้ว คุณสมบัติที่เป็นประโยชน์เหล่านี้ทำให้ชิ้นส่วนร้อนขึ้นและสึกหรอน้อยลงอย่างรวดเร็ว กราฟีนมีศักยภาพที่จะกลายเป็นทางเลือกแทนน้ำมันใช้แล้วแบบดั้งเดิม ซึ่งจะทำให้น้ำมันเป็นพิษต่อสิ่งแวดล้อมน้อยลง และยังทำให้ง่ายต่อการกำจัดหรือรีไซเคิลอีกด้วย น้ำมันหล่อลื่นได้ผ่านการทดสอบครั้งแรกแล้ว ซึ่งถือว่าอยู่ในระดับที่น่าพอใจ ดังนั้นจึงมีการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อนำนวัตกรรมกราฟีนนี้ไปสู่การใช้งานเชิงพาณิชย์ {}
{} https://dzienniknaukowy.pl/nowe-technologie/nowy-sposob-na-przezroczyste-drewno-ktore-mogloby-zastapic-szklo-w-naszych-oknach
{} https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abd7342
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429178-translucent-touch-sensitive-wood-biomaterials-revolutionising-wood-in- construction-and-beyond/pl
{} https://cordis.europa.eu/article/id/430550-an-innovative-sustainable-ink-for-printing-digital-porcelain/pl
{} http://www.kostasdanas.com/erc-magneto/
{} https://cordis.europa.eu/article/id/434341-magnetic-polymers-set-to-be-a-material-of-the-future/pl
{} https://www.nature.com/articles/s41598-020-69273-8#Sec9
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/sredniowieczna-mikstura-odtworzona-w-laboratorium-niszczy-lekooporne-bakterie
{} https://www.theguardian.com/environment/2021/jun/15/scientists-convert-used-plastic-bottles-into-vanilla-flavouring
{} https://forsal.pl/biznes/ekologia/artykuly/8191441,naukowcy-przetwarzaja-plastikowe-butelki-na-aromat-waniliowy.html
{} https://perspektywy.pl/portal/index.php?option=com_content&view=article&id=6413:drozdze-zjadajace-plastiki-naukowcy-z-upwr-pomoga-planecie&catid=24&Itemid=119
{} https://www.focus.pl/artykul/nagroda-nobla-2021-nobel-z-chemii-za-genialne-narzedzie-do-budowania-czasteczek-211006123039
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2021/press-release//p>
{} https://www.chip.pl/2021/12/material-reaguje-na-bodzce-technologie-stealth/
{} https://www.nature.com/articles/s41467-021-26034-z
{} https://www.national-geographic.pl/artykul/naukowcy-stworzyli-ekologiczny-plastik-z-nasienia-lososia
{} https://cordis.europa.eu/article/id/429711-graphene-based-lubricant-boosts-engine-Performance/pl
เรามีปีที่ยากลำบากอยู่เบื้องหลัง ซึ่งเราจะเชื่อมโยงกับการระบาดใหญ่ของโควิด-19 เป็นหลัก โชคดีที่วิทยาศาสตร์อยู่เหนือสิ่งนั้นและมีการค้นพบพิเศษมากมายในช่วงเวลานี้ เราจึงขอสรุปเหตุการณ์ที่สำคัญที่สุดบางประการสำหรับโลกแห่งเคมีซึ่งจะมีผลกระทบต่ออนาคตของเราและการพัฒนาวิทยาศาสตร์ต่อไป
กล้องโทรทรรศน์ที่ช่วยให้สามารถจับภาพดวงอาทิตย์ที่มีรายละเอียดสูงได้ ถูกสร้างขึ้นในฮาวายโดย มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (NSF) ซึ่งเป็นหน่วยงานรัฐบาลสหรัฐฯ เป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกและมีกระจกแสงอาทิตย์ขนาด 4 เมตร ภาพถ่ายที่ถ่ายได้สร้างยุคใหม่ในการศึกษาดวงอาทิตย์ จะช่วยให้นักพยากรณ์อากาศทำนายพายุแม่เหล็กโลกได้แม่นยำยิ่งขึ้น และเข้าใจได้ดีขึ้นว่าอะไรส่งผลต่อสภาพอากาศในจักรวาล {}
แม้จะพบผู้ป่วยโรคติด เชื้อไวรัสโคโรนา 2019 รายแรกในเดือนพฤศจิกายน 2562 แต่องค์การอนามัยโลกได้ประกาศให้เป็นโรคระบาดใหญ่เมื่อวันที่ 11 มีนาคม 2563 โรคที่เกิดจากไวรัส SARS-CoV-2 สร้างความสั่นสะเทือนไปทั่วโลก คำแนะนำและคำสั่งซื้อใหม่ได้เปลี่ยนแปลงความเป็นจริงในชีวิตประจำวันของเรา สารเคมี เช่น ยาฆ่าเชื้อ มีบทบาทสำคัญ ซึ่งพิสูจน์แล้วว่าเป็นอาวุธสำคัญในการต่อสู้กับการแพร่กระจายของโรค อุตสาหกรรมเคมียังมีบทบาทสำคัญในภาคการแพทย์และเภสัชกรรมด้วยการสนับสนุนแพทย์ในการต่อสู้กับโรคนี้
เมื่อวันที่ 8 เมษายน 2020 Nature ตีพิมพ์บทความที่พิสูจน์การมีอยู่ของ แบคทีเรียด้วยเอนไซม์ที่สามารถทำลายพลาสติกและเปลี่ยนให้เป็นองค์ประกอบง่ายๆ ในระหว่างการย่อย สายพันธุ์ 201-F6 b ของ Ideonella sakaiensis ทำให้สามารถดึงวัสดุที่สามารถนำมาใช้อีกครั้งในการสังเคราะห์และการผลิตพลาสติกที่มีคุณภาพเดียวกันกับที่ได้จากกระบวนการปิโตรเคมี วิธีการนี้กำลังดำเนินการอย่างช้าๆ ในอุตสาหกรรม และในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราน่าจะสามารถซื้อขวดรีไซเคิลที่ผลิตโดยใช้วิธีนี้ได้ {}
นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนา เทคโนโลยีที่แม่นยำมาก ซึ่งทำให้สามารถเจาะรูเล็กๆ ในอนุภาคขนาดอะตอมได้ จุดมุ่งหมายคือการสนับสนุนการผลิตอุปกรณ์นาโนโฟโตนิกและอิเล็กทรอนิกส์ การวิจัยอธิบายถึงเทคนิคทางความร้อนเชิงกลซึ่งทำให้สามารถตัดวัสดุ 2D โดยใช้นาโนทิปการสแกนด้วยความร้อน วิธีการนี้ทำให้สามารถตัดรูปทรงตามอำเภอใจด้วยความละเอียด 20 นาโนเมตรในวัสดุ 2D แบบชั้นเดียวได้ {}
เป็นเวลากว่า 100 ปีแล้วที่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่ามีแบคทีเรียกินโลหะอยู่ อย่างไรก็ตาม พวกเขาไม่สามารถพิสูจน์ได้จนถึงขณะนี้ การค้นพบนี้ทำโดยนักจุลชีววิทยาจาก Caltech (สถาบันเทคโนโลยีแห่งแคลิฟอร์เนีย) ดร.จาเร็ด ลีดเบตเตอร์ กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับแมงกานีส เมื่อเสร็จแล้ว เขาก็วางขวดแก้วที่เขาใช้ในอ่างล้างจานเพื่อแช่น้ำ โดยบังเอิญและเนื่องจากเขาต้องออกจากมหาวิทยาลัย ไหจึงถูกทิ้งไว้ในน้ำเป็นเวลาหลายเดือน เมื่อลีดเบตเตอร์กลับมา เขาค้นพบว่าภาชนะนั้นถูกเคลือบด้วยสารตกค้างสีเข้ม ซึ่งกลายเป็นแมงกานีสที่ถูกออกซิไดซ์ซึ่งเกิดจากแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในน้ำประปา การวิจัยอย่างกว้างขวางแสดงให้เห็นว่า แบคทีเรียสามารถใช้แมงกานีสในการสังเคราะห์ทางเคมี ได้ เป็น กรณีแรกที่ทราบกันดีว่าแบคทีเรียใช้แมงกานีสเป็นแหล่งพลังงาน นี่เป็นก้าวปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ ซึ่งมีส่วนอย่างมากในการทำความเข้าใจวัฏจักรของธาตุทางธรรมชาติ {}
ปลาที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวนี้เป็นเจ้าแห่งการพรางตัวอย่างแท้จริง ภายนอกสีดำดูดซับโฟตอนได้ 99.95 เปอร์เซ็นต์ ปลาเหล่านี้ดูดกลืนแสงทั้งหมดได้จริงๆ ดังนั้นแม้ภายใต้แสงสปอตไลต์ที่แรง เราก็มองเห็นได้เพียงเงาของพวกมันตัดกับน้ำสีเข้มเท่านั้น คาเรน ออสบอร์น นักสัตววิทยาวิจัยที่พิพิธภัณฑ์ประวัติศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติสมิธโซเนียน และทีมงานของเธอได้ค้นพบปลา 16 สายพันธุ์ที่ดูเหมือนพวกมันถูกปกคลุมไปด้วยแวนทาแบล็ก ซึ่งเป็นวัตถุที่มืดที่สุดที่มนุษย์รู้จัก ซึ่งดูดซับแสงได้ 99.96 เปอร์เซ็นต์ {}
Emmanuelle Charpentier และ Jennifer A. Doudna ได้รับรางวัลโนเบลจากการพัฒนาวิธีการแก้ไขจีโนม พวกเขาค้นพบ “กรรไกรทางพันธุกรรม” ที่แม่นยำ ซึ่งสามารถทำให้เกิดการพัฒนาวิธีการรักษาโรคมะเร็งแบบใหม่ได้ วิธีการนี้ถูกค้นพบในปี 2012 และเป็นความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ {}
นักวิทยาศาสตร์สามารถวัดหน่วยเวลาที่สั้นที่สุดที่เรียกว่า เซปโตวินาที ได้ มันถูกวัดในระหว่างการสังเกตอนุภาคแสงที่ข้ามโมเลกุลไฮโดรเจน ใช้เวลา 247 zs (เซปโตวินาที) มีการตัดสินใจว่า 1 เซปโตวินาทีมีค่าเท่ากับ 10-21 วินาที การวัดทำโดยทีมนักฟิสิกส์ที่นำโดยศาสตราจารย์ไรน์ฮาร์ด ดอร์เนอร์ จากมหาวิทยาลัยเกอเธ่ในแฟรงก์เฟิร์ต อัมไมน์ ประเทศเยอรมนี {}
รางวัลอื่นๆ ที่ได้รับในปีนี้ ได้แก่ รางวัลของ มูลนิธิวิทยาศาสตร์โปแลนด์ (หรือเรียกอีกอย่างว่ารางวัลโนเบลโปแลนด์) ในสาขาเคมี รางวัลนี้เป็นของ ศาสตราจารย์ Ewa Górecka แห่งมหาวิทยาลัยวอร์ซอ “ สำหรับการรับวัสดุผลึกเหลวที่มีโครงสร้างไครัลที่ทำจากโมเลกุลที่ไม่ใช่ไครัล ” {}
นักวิทยาศาสตร์ของมหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลีย (ANU) สามารถสร้างเพชรได้เพียงแค่ใช้แรงดันสูงและไม่เพิ่มอุณหภูมิโดยรอบ พวกเขาได้รับ เพชรสองประเภท ก้อนหนึ่งเป็นหินทั่วไป ซึ่งสามารถนำไปใช้กับแหวนได้หลังจากการตัดแล้ว ประเภทที่สองเรียกว่า ลอนสดาไลต์ ซึ่งเป็นรูปแบบที่พบในธรรมชาติหลังจากอุกกาบาตพุ่งชนโลก ความเป็นไปได้ในการสร้างเพชรอย่างรวดเร็วและที่อุณหภูมิห้องทำให้เกิดความเป็นไปได้หลายประการ รวมถึงสำหรับอุตสาหกรรมด้วย {}
{} https://edition.cnn.com/2020/01/29/world/sun-image-inouye-telescope-scn/index.html
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2149-4
{} https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202001232
{} https://www.nature.com/articles/s41586-020-2468-5.epdf
{} https://www.scimex.org/newsfeed/ultra-black-fish-are-practically-invisible
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2020/press-release/
{} https://aktuelles.uni-frankfurt.de/forschung/physik-zepto-sekunden-neuer-weltrekord-in-kurzzeit-messung/
{} https://www.fnp.org.pl/nagrody-fundacji-na-rzecz-nauki-polskiej-2020-przyznane/
{} https://edition.cnn.com/2020/11/19/world/diamonds-room-temperature-scli-intl-scn/index.html
เรามีช่วงเวลาที่พิเศษมากอยู่ข้างหลังเรา เพราะปีที่แล้วเป็นวันครบรอบ 150 ปีของการค้นพบตารางธาตุของ Dmitri Mendeleev เพื่อเป็นเกียรติแก่เหตุการณ์สำคัญทางเคมีนี้ สมัชชาใหญ่แห่งสหประชาชาติ (UN) และ UNESCO ได้ประกาศให้ปี 2019 เป็น "ปีสากลแห่งตารางธาตุเคมี (IYPT2019)" สำหรับกิจกรรมนี้ ลองดูที่ แฟนเพจ Facebook ของเรา ซึ่งเราได้จัดการประกวดความรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบและตารางธาตุโดยเฉพาะ นอกจากวันครบรอบพิเศษแล้ว ปีนี้ยังเต็มไปด้วยการค้นพบใหม่ๆ เราได้คัดเลือกสิ่งที่น่าสนใจที่สุด 10 รายการ เช่น ผลการวิจัยที่น่าทึ่งเกี่ยวกับสถานะใหม่ของสสาร วิธีการใช้แสงแดดเพื่อผลิตเชื้อเพลิง หรือการสร้างไซโคลคาร์บอน ด้านล่างนี้คือปฏิทินการค้นพบและเหตุการณ์ทางเคมีที่น่าสนใจที่สุด 10 อันดับในปี 2019
FCC จะมี ขนาดใหญ่กว่าสี่เท่าและมีประสิทธิภาพมากกว่า Large Hadron Collider (LHC) หลายเท่า เครื่องเร่งช่วยให้สามารถตรวจสอบองค์ประกอบที่เกิดจาก การชนกันของกระแสของอนุภาคมูลฐานที่มีความเร่ง เครื่องเร่งความเร็วที่มีขนาดใหญ่กว่าและมีกำลังมากกว่าอาจช่วยให้เรา ค้นพบรูปแบบของสสารที่ยังไม่มีใครรู้จัก และสามารถตรวจสอบสสารที่ทราบอยู่แล้วได้ละเอียดยิ่งขึ้น {}
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ดและศูนย์วิจัยไอบีเอ็มในเมืองซูริกในสิ่งพิมพ์ในนิตยสาร "Science" ได้นำเสนอ วิธีการผลิตวงแหวนที่ทำจากคาร์บอน 18 อะตอม ความสัมพันธ์นี้ถูกสร้างขึ้นโดยวิธีการใหม่ใน การจัดการกับอะตอมเดี่ยว หนึ่งในผู้ค้นพบไซโคลคาร์บอนคือ ดร. Przemysław Gaweł ชาวโปแลนด์จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด {}
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเวียนนาค้นพบว่าผลกระทบที่สังเกตได้ก่อนหน้านี้ของ การทำลายเซลล์มะเร็งโดยใช้อิเล็กตรอนที่ช้านั้น เป็นไปได้ ด้วยการใช้การสลายตัวระหว่างอะตอม ของคูลอมบ์ ไอออนสามารถถ่ายโอนพลังงานเพิ่มเติมไปยังอะตอมโดยรอบได้ ส่งผลให้มีการปล่อยอิเล็กตรอนจำนวนมากออกมา โดยมีพลังงานเพียงพอที่จะทำให้ DNA ทำลายเซลล์มะเร็ง {}
ทีมนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบสิ่งที่เรียกว่า " สถานะของโซ่หลอมเหลว " เพิ่มเติม การทดสอบดำเนินการกับอะตอมโพแทสเซียมจำนวน 20,000 อะตอม ภายใต้ความดันบรรยากาศ 20,000 ถึง 40,000 บรรยากาศ และอุณหภูมิ 126 ถึง 526 องศาเซลเซียส ผลการวิจัยพบว่าโครงสร้างที่สร้างขึ้นแสดงถึงสถานะใหม่ซึ่งมีการสร้างโครงสร้างขัดแตะสองอันที่เชื่อมต่อถึงกัน ข้อสังเกตคือ โซ่ละลายเป็นของเหลวในขณะเดียวกันผลึกโพแทสเซียมที่เหลือก็อยู่ในรูปของแข็ง {}
นักวิทยาศาสตร์จากวาระการวิจัย ของ CENTERA พร้อมด้วยทีมวิจัยจากฝรั่งเศส เยอรมนี และรัสเซีย ได้ทำการค้นพบที่อาจนำไปสู่การสร้างแหล่งกำเนิด รังสีเทราเฮิร์ตซ์ ที่ถูกลืมแห่งใหม่ มันจะปรับได้ด้วยสนามแม่เหล็ก ผลลัพธ์ของการศึกษาเหล่านี้อธิบายไว้ใน Nature Photonics {}
John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham และ Akira Yoshino ได้รับรางวัลสำหรับ การพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่เบาและมีความจุ สิ่งประดิษฐ์นี้เรียกกันทั่วไปว่า แบตเตอรี่ ลิเธียมไอออน การสร้างของพวกเขาได้ปฏิวัติโลก และดังที่สมาชิกของคณะกรรมการโนเบลชี้ว่า "พวกเขาวางรากฐานของ สังคมไร้สายที่ปราศจากเชื้อเพลิงฟอสซิล " {}
ผู้ชนะรางวัล Foundation for Polish Science Award (หรือที่เรียกว่ารางวัลโนเบลโปแลนด์) คือ ศาสตราจารย์ Marcin Dręg จากคณะเคมีของมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Wrocław ศาสตราจารย์ได้รับคำชื่นชม “สำหรับการพัฒนาแพลตฟอร์มเทคโนโลยีใหม่สำหรับ การรับสารประกอบออกฤทธิ์ทางชีวภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สารยับยั้งเอนไซม์โปรตีโอไลติก ” {}
นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโคเปนเฮเกนรายงานใน "Nature Communications" เกี่ยวกับการค้นหาชิ้นส่วน DNA ของ ชาวสแกนดิเนเวียยุคก่อนประวัติศาสตร์ ในชิ้นส่วนของเบิร์ชทาร์ที่เธอเคี้ยว จากการค้นพบนี้ จีโนมเพศหญิงที่สมบูรณ์ได้ถูกสร้างขึ้นใหม่ สิ่งประดิษฐ์นี้มีอายุย้อนไปถึง 5,700 ปี {}
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีนันยางแห่งสิงคโปร์ (NTU Singapore) ได้ค้นพบวิธีการที่สามารถ เปลี่ยนขยะพลาสติกให้เป็นสารเคมีได้โดยใช้แสงแดด ทีมนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิจัยเกี่ยวกับส่วนผสมของพลาสติกที่มีตัวเร่งปฏิกิริยาในตัวทำละลาย ซึ่งช่วยให้ใช้พลังงานแสงได้ เป็นผลให้ พลาสติกที่ละลายถูกเปลี่ยนเป็นกรดฟอร์มิก กรดนี้ใช้ในเซลล์เชื้อเพลิงเพื่อผลิตไฟฟ้า การค้นพบนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อพัฒนาวิธีการใช้ แสงอาทิตย์เพื่อผลิตเชื้อเพลิงและผลิตภัณฑ์เคมีอื่นๆ ที่ ยั่งยืน {}
Aleksandra Fliszkiewicz นักศึกษาจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวอร์ซอ ได้พัฒนา ดาบแสง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของงานวิศวกรรมของเธอ โดยได้รับแรงบันดาลใจจากภาคที่ 8 ของ "Star Wars" มันถูกสร้างขึ้นโดยใช้ เลเซอร์ สีเขียวและ เลนส์ ที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวโปแลนด์ ที่เรียกว่า "ดาบแสง" ซึ่งเน้นแสงไปที่ส่วนใดส่วนหนึ่ง เลนส์ซึ่งมีรูปทรงเรขาคณิตได้รับการพัฒนาในปี 1990 ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีวอร์ซอ ปัจจุบันคาดว่าจะนำเสนอโซลูชั่นใหม่ๆ ในด้านจักษุวิทยา เช่น การสร้าง การปลูกถ่ายตาเทียมสำหรับคนหลังการผ่าตัดต้อกระจก ซึ่งกำลังได้รับการทดสอบทางคลินิก {}
{} https://www.bbc.com/news/science-environment-46862486?ns_campaign=bbcnews&ns_mchannel=social&ns_source=facebook&ocid=socialflow_facebook&fbclid=IwAR3th4hAdlz5ww5JJdTnn5b3MJv5PxVP8inCpYaNlRBjA3FaCq-1Y5SPzcs
{} https://science.sciencemag.org/content/365/6459/1299
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190822101429.htm
{} https://www.nationalgeographic.com/science/2019/04/new-phase-matter-confirmed-solid-and-liquid-same-time-potassium-physics/
{} https://www.fnp.org.pl/w-poszukiwaniu-nowych-zrodel-promieniowania-terahercowego/
{} https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2019/press-release/
{} https://www.fnp.org.pl/laureci-nagrody-fnp/
{} https://healthsciences.ku.dk/newsfaculty-news/2019/12/ancient-chewing-gum-yields-insights-into-people-and-bacteria-of-the-past/
{} https://www.sciencedaily.com/releases/2019/12/191211100331.htm
{} http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C80037%2Cna-politechnice-warszawskiej-powstal-laserowy-miecz-swietlny.html
