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
? 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S?nke 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碱基对的工程化菌株 ， 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 ， 使更多人工合成的碱基对在细菌细胞中完成DNA复制 。 携带这些人造核苷酸碱基的大肠杆菌 ， 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碱基 ， 以及合成新的非天然氨基酸 ， 扩大我们对生命体的认知 。
? 超润湿性——数百年前的发现
1805年 ， 英国科学家托马斯?杨（Thomas Young）第一次提出了润湿性的定义 ， 并利用液滴在界面上的接触角来解释这一概念 。 经过两个多世纪的研究 ， 科学家们对这种现象有了更深入的理解 。 受到大自然的灵感启发 ， 如荷叶上滚动的水珠、蚊子和壁虎的脚、仙人掌的汲水过程等 ， 研究者发现了表面微纳结构对浸润性的影响 ， 并学会了如何调节材料表面的亲疏水性能 。 超润湿性材料在能源、健康、农业等领域表现了广阔的应用前景 ， 如分解水、去除污染物、纺织品自清洁、油水分离等 。 此外 ， 这种微纳结构表面常常表现出独特的流体动力学特性和界面相互作用 ， 可以提高化学反应的速率和选择性 ， 为更绿色、更高效的催化化学工艺开辟了新的道路 。