Chimica sostenibile con l'aiuto dell'intelligenza artificiale
Il nuovo processo potrebbe dare un importante contributo a una produzione più ecologica
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Le reazioni di amidazione sono le reazioni più comuni nell'industria chimica. Sono indispensabili per un'ampia gamma di processi produttivi industriali, ma la loro impronta ecologica è molto problematica. Generano grandi quantità di rifiuti tossici e sono ad alto consumo energetico. Un team guidato dal dottor Tobias Schnitzer, leader del gruppo di ricerca presso l'Istituto di Chimica Organica dell'Università di Friburgo, sta utilizzando l'intelligenza artificiale (AI) per sviluppare reazioni di amidazione catalizzate da acidi boronici innovativi che non richiedono reagenti tossici, utilizzano solventi sostenibili e consumano poca energia. Il progetto di ricerca è finanziato dalla Vector Foundation con 1,5 milioni di sterline in sei anni. "Il nostro obiettivo è lo sviluppo guidato dall'intelligenza artificiale di un processo di amidazione in cui l'acqua sia l'unico sottoprodotto, che sia efficace dal punto di vista dei costi e possa migliorare significativamente l'efficienza delle risorse nell'industria chimica", afferma Schnitzer.
Lo sviluppo di catalizzatori per l'amidazione
Circa il 16% di tutte le reazioni nell'industria chimica sono amidazioni. Sono importanti per la produzione di prodotti farmaceutici, agrochimici e polimeri e svolgono un ruolo centrale nella chimica fine come coloranti, profumi e additivi. I processi di amidazione classici utilizzano reagenti di clorazione e accoppiamento tossici, esplosivi o corrosivi e producono grandi quantità di sottoprodotti pericolosi. Inoltre, utilizzano solventi tossici e scarsamente degradabili.
Il progetto di ricerca di Friburgo sta sviluppando nuovi catalizzatori di acido boronico per amidazioni efficienti e sostenibili. Il punto di partenza è una libreria di catalizzatori ampia e strutturalmente diversa, che viene studiata in high throughput per quanto riguarda la sua attività catalitica. La reattività determinata sperimentalmente di ogni singolo catalizzatore serve poi come base di dati per lo sviluppo di un modello di previsione basato sull'intelligenza artificiale. Questo modello permette di prevedere le proprietà e le attività di centinaia di migliaia di catalizzatori aggiuntivi senza la loro effettiva sintesi o test sperimentali. Ciò consente di risparmiare tempo, energia e risorse chimiche già nel processo di sviluppo.
Chimica verde economica
L'obiettivo della ricerca è identificare catalizzatori altamente attivi che consentano per la prima volta l'amidazione di qualsiasi materiale di partenza a temperatura ambiente in solventi sostenibili e biobased. L'obiettivo è ottenere un processo efficiente dal punto di vista energetico e dei costi, con scarti minimi, per una delle reazioni chimiche più importanti.
Il lavoro di ricerca finanziato dà quindi un contributo quantificabile al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità globale delle Nazioni Unite, afferma Schnitzer: "Il nostro progetto dimostra che la chimica verde è fattibile ed economicamente rilevante. Spero anche che il nostro lavoro contribuisca a cambiare l'immagine della chimica: da scienza "sporca e puzzolente" a disciplina pulita e sostenibile che produce innovazione e fa parte della soluzione alle sfide globali".
La Fondazione Vector La Fondazione Vector è stata istituita nel 2011 come fondazione aziendale. La Fondazione Vector sostiene in media 170 progetti con circa dodici milioni di euro all'anno. Dal 2011, ha stanziato più di 100 milioni di euro per le sue attività di beneficenza. La Fondazione Vector è attiva nei settori della ricerca, dell'istruzione e dell'impegno sociale nel Baden-Württemberg. I suoi finanziamenti si concentrano su progetti di ricerca scientifica e tecnica, sull'educazione STEM (scienza, tecnologia, ingegneria e matematica) e sulla lotta ai senzatetto e alla disoccupazione giovanile.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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