資訊| 2025年度IUPAC化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)發(fā)布

10月27日，在2025年世界科技與發(fā)展論壇開(kāi)幕式期間，IUPAC正式發(fā)布了“2025年度IUPAC化學(xué)領(lǐng)域十大新興技術(shù)”。IUPAC 將這些高度創(chuàng)新的想法置于聚光燈下的目標(biāo)是大力鼓勵(lì)所有科學(xué)學(xué)科之間的合作，以加速邁向一個(gè)更可持續(xù)和公平的世界的進(jìn)程。

01

Xolography

（交叉光刻體積打印）

這是一項(xiàng)顛覆性的 3D 打印技術(shù)。它通過(guò)同時(shí)使用兩種不同波長(zhǎng)的光（一種激活樹(shù)脂，另一種快速固化）來(lái)實(shí)現(xiàn)高速、高精度的聚合物打印，能夠一次性生成復(fù)雜的空心結(jié)構(gòu)和活動(dòng)部件，無(wú)需支撐架。其速度比傳統(tǒng)逐層打印快幾個(gè)數(shù)量級(jí)，為塑料制品制造業(yè)帶來(lái)了革命性變化。

02

Carbon dots

（碳點(diǎn)）

作為諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)技術(shù)“量子點(diǎn)”的綠色替代品，碳點(diǎn)以其低毒性、良好的生物相容性和可調(diào)諧的熒光特性脫穎而出。它們可由生物質(zhì)等可持續(xù)資源合成，并通過(guò)功能化修飾廣泛應(yīng)用于生物傳感、成像、藥物遞送、催化及能源領(lǐng)域，甚至出現(xiàn)了手性碳點(diǎn)，為生物分子識(shí)別和不對(duì)稱催化開(kāi)辟了新道路。

03

Nanochain biosensors

（納米鏈基生物傳感器）

通過(guò)將一維納米結(jié)構(gòu)（如金納米粒子鏈）功能化，并修飾上抗體、酶等“探測(cè)器”，納米鏈實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物分子的超高靈敏度檢測(cè)（甚至可達(dá)單分子水平）。其磁性特性還使其能在微流控芯片中用于分離物質(zhì)和混合試劑，在疾病診斷（如COVID-19、流感）和個(gè)性化即時(shí)檢測(cè)（POCT）中展現(xiàn)出巨大潛力。

04

Synthetic cells

（合成細(xì)胞）

通過(guò)“自上而下”（簡(jiǎn)化天然細(xì)胞）或“自下而上”（從脂質(zhì)體等基礎(chǔ)組件構(gòu)建）的方法創(chuàng)建人造細(xì)胞結(jié)構(gòu)。它們既是研究生命過(guò)程的簡(jiǎn)化模型，也是未來(lái)可編程的“細(xì)胞工廠”，用于定制化藥物合成、遞送、二氧化碳固定以及生物計(jì)算，代表了合成生物學(xué)與化學(xué)的深度融合。

05

Single atom catalysis

（單原子催化）

將金屬催化劑以單個(gè)原子的形式錨定在載體上，實(shí)現(xiàn)了 100% 的理論原子利用率和獨(dú)特的催化活性。 SAC 結(jié)合了多相催化劑的穩(wěn)定性和酶催化的高選擇性，在 CO2 轉(zhuǎn)化、水分解、綠色合成氨等重要反應(yīng)中表現(xiàn)出色，是邁向綠色化工的關(guān)鍵一步。

06

Thermogelling polymers

（熱凝膠高分子）

這是一類智能材料，其溶液狀態(tài)可在體溫等特定溫度下轉(zhuǎn)變?yōu)槟z。這種特性使其在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域極具價(jià)值，如作為可注射藥物緩釋系統(tǒng)、3D生物打印的支架，甚至成功應(yīng)用于修復(fù)視網(wǎng)膜脫離的眼科手術(shù)，替代受損的玻璃體。

07

Additive manufacturing

（增材制造）

即 3D 打印，其核心價(jià)值在于“減材制造”的顛覆性理念，通過(guò)逐層添加材料極大減少浪費(fèi)。化學(xué)的貢獻(xiàn)在于開(kāi)發(fā)可打印、可生物降解和可回收的新型材料（如聚合物、陶瓷），使制造業(yè)本身更加節(jié)能、低碳，并能生產(chǎn)輕量化部件以降低產(chǎn)品全生命周期的碳排放。

08

Multimodal foundation models for structure elucidation

（用于結(jié)構(gòu)解析的多模態(tài)大模型）

人工智能（AI）正深刻改變化學(xué)研究范式。這類模型能夠協(xié)同分析來(lái)自紅外、核磁、質(zhì)譜等多種技術(shù)的光譜數(shù)據(jù)，快速、準(zhǔn)確地推斷出分子結(jié)構(gòu)。這降低了對(duì)昂貴設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù)的依賴，有望 democratize（普惠化）結(jié)構(gòu)解析能力，加速藥物發(fā)現(xiàn)和材料創(chuàng)新。

09

Direct air capture

（直接空氣捕集）

技術(shù)旨在直接從大氣中捕獲濃度極低的二氧化碳（CO2，~400 ppm）。化學(xué)家開(kāi)發(fā)了兩種主要路徑：利用胺等化學(xué)吸附劑高效捕獲，但再生能耗高；或使用金屬有機(jī)框架（MOFs）等物理吸附劑，其再生更易但容量較低。將兩者結(jié)合的改性MOFs是目前最有前景的方向，盡管在可擴(kuò)展性和經(jīng)濟(jì)性上仍需優(yōu)化。

10

Electrochemical carbon capture and conversion

（電化學(xué)碳捕集與轉(zhuǎn)化）

該技術(shù)不僅能用電力驅(qū)動(dòng)從空氣中捕獲CO2，更能進(jìn)一步將其電催化轉(zhuǎn)化高值化學(xué)品和燃料，如甲酸鹽、甲醇、乙烯等。利用可再生能源電力，該過(guò)程有望實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用，是“變廢為寶”的終極解決方案之一，雖處于早期，但潛力巨大。

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