Chimie durable avec l'aide de l'intelligence artificielle
Le nouveau procédé pourrait apporter une contribution importante à une production plus respectueuse de l'environnement
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Les réactions d'amidation sont les réactions les plus courantes dans l'industrie chimique. Elles sont indispensables à un large éventail de processus de production industrielle, mais leur empreinte écologique est très problématique. Elles génèrent de grandes quantités de déchets toxiques et consomment beaucoup d'énergie. Une équipe dirigée par le Dr Tobias Schnitzer, chef de groupe de recherche à l'Institut de chimie organique de l'Université de Fribourg, utilise l'intelligence artificielle (IA) pour développer des réactions d'amidation innovantes catalysées par l'acide boronique qui ne nécessitent pas de réactifs toxiques, utilisent des solvants durables et consomment peu d'énergie. Le projet de recherche est financé par la Fondation Vector à hauteur de 1,5 million de livres sterling sur six ans. "Notre objectif est le développement par l'IA d'un processus d'amidation dans lequel l'eau est le seul sous-produit, qui est rentable et peut améliorer de manière significative l'efficacité des ressources dans l'industrie chimique", explique M. Schnitzer.
Développement de catalyseurs pour l'amidation
Environ 16 % de toutes les réactions de l'industrie chimique sont des amidations. Elles sont importantes pour la production de produits pharmaceutiques, agrochimiques et de polymères et jouent un rôle central dans la chimie fine telle que les colorants, les parfums et les additifs. Les procédés d'amidation classiques utilisent des réactifs de chloration et de couplage qui sont toxiques, explosifs ou corrosifs et produisent de grandes quantités de sous-produits dangereux. Ils utilisent également des solvants toxiques et peu dégradables.
Le projet de recherche de Fribourg développe de nouveaux catalyseurs à base d'acide boronique pour des amidations efficaces et durables. Le point de départ est une bibliothèque de catalyseurs étendue et structurellement diversifiée, qui est étudiée à haut débit en ce qui concerne son activité catalytique. La réactivité de chaque catalyseur, déterminée expérimentalement, sert ensuite de base de données pour le développement d'un modèle de prédiction basé sur l'IA. Ce modèle permet de prédire les propriétés et les activités de centaines de milliers de catalyseurs supplémentaires sans qu'il soit nécessaire de les synthétiser ou de les tester expérimentalement. Cela permet d'économiser du temps, de l'énergie et des ressources chimiques dès le processus de développement.
Une chimie verte et économique
L'objectif de la recherche est d'identifier des catalyseurs hautement actifs qui permettent pour la première fois l'amidation de n'importe quel matériau de départ à température ambiante dans des solvants durables et d'origine biologique. L'objectif est de parvenir à un processus énergétique et économique avec un minimum de déchets pour l'une des réactions chimiques les plus importantes.
Les travaux de recherche financés apportent ainsi une contribution quantifiable à la réalisation des objectifs mondiaux des Nations unies en matière de développement durable, explique M. Schnitzer : "Notre projet montre que la chimie verte est faisable et économiquement pertinente. J'espère également que notre travail contribuera à changer l'image de la chimie - d'une science "sale et malodorante" à une discipline propre et durable, porteuse d'innovation et faisant partie de la solution aux défis mondiaux".
La Fondation Vector La Fondation Vector a été créée en 2011 en tant que fondation d'entreprise. La Fondation Vector soutient en moyenne 170 projets avec environ douze millions d'euros par an. Depuis 2011, elle a alloué plus de 100 millions d'euros à ses actions caritatives. La Fondation Vector est active dans les domaines de la recherche, de l'éducation et de l'engagement social dans le Bade-Wurtemberg. Ses financements se concentrent sur des projets de recherche scientifique et technique, sur l'éducation STEM (science, technologie, ingénierie et mathématiques) et sur la lutte contre le sans-abrisme et le chômage des jeunes.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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