2019年是化學領域非常特殊的一年。2019年是兩個主要的周年紀念日：國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）成立100周年，以及迪米特裡·門捷列夫（Dimitri Mendeleev）在元素周期表上的第一本出版物150周年[ 1]。IUPAC是一家全球性組織，除其他外，它建立了一種化學通用語言-支持科學研究，教育和貿易。門捷列夫的系統以類似的方式對當時已知的所有元素進行分類，甚至預測了幾年後才發現的元素的存在。這兩個周年紀念緊密相連，因為IUPAC通過確保所有人都可以使用最權威的表[ 2 ]，為新發現的元素建立名稱和符號，在現代元素周期表的開發中發揮了重要作用。通過IUPAC同位素豐度和原子量委員會不斷審查其準確性。
這是兩個主要的科學周年。但是我們可以慶祝許多其他事情。一百多年前，弗裡茨·哈伯（Fritz Haber）獲得了諾貝爾獎[ 3 ]。這個德國化學家從創造什麼，但空氣便宜的氮肥，發展，最終引爆了20個巨大的人口爆炸個世紀。2019也標誌著230 個安託萬拉瓦錫的TRAITElementaire德Chimie公司的原始出版物的周年紀念日，被許多人認為是第一個現代的化學教科書中。化學地標無處不在，因為化學無處不在-化學是將物理學科與生命科學和應用科學聯繫起來的中心科學。
在科學史上尋找地標並不困難。真正具有挑戰性的是確定最終將成為21世紀化學重大突破的發現。在每天發表的成千上萬的化學論文和專利中，這真的有助於實現更可持續的未來嗎？
因此，IUPAC在慶祝過去的同時，還通過這項新計劃展望未來：「化學十大新興技術」旨在更廣泛地推廣化學和相關科學的基本價值並發現新發現有可能改變我們的世界。
IUPAC聘請的專家從全球化學家提交的提名中選出了「化學十大新興技術」，以下是化學科學的新興進展，這些進展徘徊在胚胎的「尤裡卡」時刻之間。最肯定的是，在不久的將來，我們將回顧這些創新技術的選擇，並慶祝它們如何改變我們生活的世界。
納米農藥
納米農藥是從納米材料和納米技術衍生而來，「最早出現的是納米材料，由於對納米材料的研究，慢慢才衍生到納米藥物和納米農藥
對映選擇性有機催化
化學家一直受到大自然的啟發。幾年前，研究人員夢想著一種新型催化劑，就像大多數天然酶一樣，不需要使用昂貴的金屬。「有機催化」誕生於1990年代後期，此後一直沒有停止增長。根據該領域的領先專家之一Paolo Melchiorre所說，有機催化是成功的，因為「 [它]相當民主，每個人都可以使用它而無需昂貴的試劑或手套箱，這使許多年輕的研究人員可以開始他們的獨立職業。 ，並迅速組建了一個國際專家社區，這些社區成為無金屬催化思想的絕佳孵化器。」他解釋說。
固態電池
全固態鋰電池是相對液態鋰電池而言，是指結構中不含液體，所有材料都以固態形式存在的儲能器件。具體來說，它由正極材料+負極材料和電解質組成，而液態鋰電池則由正極材料+負極材料+電解液和隔膜組成。
流動化學
流動化學，也稱為連續流或柱塞流化學，是一種在連續流動的流體中進行的化學反應。反應物被泵入一個混合裝置中，然後流至溫度受控的管路、管道或者微結構反應器中直至反應完成。
為了促進所需的反應，通常混合裝置和反應器都要維持在一個合適溫度。但是，為了促進電化學或光化學反應，也會將反應物暴露於電通量或者光子通量中。
反應擠出技術
與流化學一起出現的是反應擠出技術，該技術可使化學反應完全無溶劑地進行。消除了潛在的有毒溶劑，使該工藝對環境無害。但是，它帶來了許多工程挑戰，因為這將要求對現有的工業流程進行徹底的重新設計。儘管擠出工藝已被聚合物和材料專家廣泛使用和研究，但直到現在，其他化學家才開始挖掘其在製備有機化合物中的可能性。經典的擠出方法涉及在球磨機中研磨試劑，但是使用螺杆的更先進的擠出技術甚至可以使這些無溶劑的反應在流量設置中進行。
MOF和用於積水的多孔材料
MOF材料是一類新型的金屬-有機框架化合物，是指由金屬離子與有機配體通過配位鍵連接而成的具有無限結構的多孔材料，種類繁多，有些屬於微孔材料，也有一些屬於介孔材料（如MIL-101）。而微孔材料是指孔徑小於2nm的材料。
選擇性酶的定向進化
酶分子定向進化：模擬自然進化過程（隨機突變和自然選擇）在體外進行酶基因的人工隨機突變，建立突變基因文庫，在人工控制條件的特殊環境下，定向選擇得到具有優良催化特性的酶的突變體的技術過程。
單聚體塑料
「循環經濟無疑是目標，」 Tanja Junkers說。再一次，化學家應該受到大自然的啟發。在那裡，「一切都被重複利用，我們應該對合成材料進行同樣的處理。」該策略將用一塊石頭殺死兩隻鳥，「它將長期解決可回收性問題，並且[需要]尋找合適的材料主要[聚合物]構件的來源。」
某些聚合物，例如聚乳酸（PLA），僅通過加熱就可以很容易地循環回它們的單體中。其他材料，例如聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET），也可以分解為最基本的單元。首先，用乙二醇處理聚合物，這會將長的聚合物鏈分解為低聚物。這些較小的碎片在較低的溫度下熔化，因此可以過濾以除去任何雜質。然後，一旦材料純化，就將其完全分解為單體，然後通過蒸餾再次純化。
自由基聚合的可逆失活
Junkers解釋說：「自由基聚合的可逆失活（RDRP）是20多年前發明的，它徹底改變了聚合物的世界。」 她說：「這些方法都依賴於對幾乎不可控制的鏈反應施加控制的機制，這使我們能夠以接近自然界的準確性設計聚合物。」 RDRP聚合物已在許多領域找到了用途：建築，印刷，能源，汽車，航空航天和生物醫學設備只是其中的一些例子。「大多數時候，我們使用這些聚合物時都沒有意識到，」 Junkers說。RDRP已成為工業化學家非常強大且有用的工具。
但是，仍有大量的空間可以進行進一步的創新，尤其是在尋找更環保的聚合解決方案方面。現在，有很多方法可以僅使用光來控制RDRP過程，甚至無需使用金屬[ 18 ]。近年來，化學家還開發了適用於流動系統的RDRP方法，這將使他們朝著更綠色的聚合物和塑料合成方向發展[ 19 ]。
最後，化學家還掌握了在水性介質中起作用的聚合過程，避免了使用揮發性或有害溶劑。最新進展使他們能夠在短短幾分鐘內[ 20 ] 在水中獲得超高分子量聚合物，同時又能精確控制聚合物的分支。在某些情況下，其中一些過程可以使用低能耗的光源，甚至僅使用日光。儘管這項技術已經很成熟，但可以肯定的是RDRP方法將繼續創新，從而獲得更大的商業成功
3D生物列印
生物列印是當今最有前途的技術之一。化學家和生物學家使用3D印表機和由活細胞以及生物材料和生長因子製成的墨水，成功地製造出了與自然版本幾乎沒有區別的人造組織和器官。3D生物列印可以徹底改變診斷和治療方法，因為人工組織和器官可以輕鬆用於藥物篩選和毒理學研究。這項技術甚至可以為不需要捐贈者的理想移植物創造組織和器官。目前，科學家已經可以3D列印腎小管組織（心臟，尿道，血管），黏性器官（胰腺）和實體系統（骨骼）。最近，劍橋研究人員甚至設法對視網膜進行3D列印，仔細地沉積不同類型的活細胞層，以生成在結構上類似於自然眼組織的結構。