Flow kemi teknik tilbyder hurtigere, sikrere måde at skærme på, studere og optimere industrielle kemiske reaktioner

Forskere har udviklet en flowbaseret high-throughput screening teknologi, der tilbyder en hurtigere, sikrere og billigere midler til at identificere optimale betingelser for at udføre katalytiske kemiske reaktioner under højt tryk/høj temperatur. Teknikken fokuserer på hydroformyleringsreaktioner, som bruges til at skabe en række kommercielle produkter.

"Hydroformyleringsreaktioner er industrielle processer, der bruges til at lave alt fra blødgørere til rengøringsmidler, "siger Milad Abolhasani, tilsvarende forfatter til et papir om arbejdet og en assisterende professor i kemisk og biomolekylær teknik ved North Carolina State University. "Test- og analyseprocessen til evaluering af et enkelt sæt betingelser ved hjælp af konventionelle teknikker tager normalt dage. Vi kan nu gøre det på cirka 30 minutter."

"Eastman bruger den homogene hydroformyleringsproces til at gøre sekundære materialer inkluderet i mange produkter, der forbedrer vores livskvalitet på en materiel måde, såsom maling, lægemidler og blæk, "siger Dawn Mason, den eksterne innovationschef hos Eastman Chemical Company. "At være i stand til at levere teknologiske forbedringer på en mere sikker og hurtigere måde end tidligere tilgængelig, er det, der gør vores partnerskab med NC -staten vellykket."

Den nye teknik bruger ekstremt små prøver - i størrelsesordenen 11 mikroliter, frem for milliliterne, der anvendes i konventionelle teknikker. Den nye teknik integrerer også reagensforberedelse, reaktionsprocesser og analyse i en enkelt sekvens.

"De fleste optimeringsprocesser involverer flere trin, der udføres på forskellige arbejdsstationer, "Abolhasani siger." Det er en af ​​grundene til, at de tager så lang tid. Ved at integrere disse trin i en enkelt, kontinuerlig sekvens, Vi har gjort processen betydeligt mere effektiv. "

Kemiteknikken med høj gennemstrømning og den mindre prøvestørrelse fremskynder også reaktionens hastighed. Men hastighed er ikke den eneste fordel - den nye teknik er også sikrere. Det er fordi disse reaktioner skal udføres under højt tryk, og ved høje temperaturer, ved brug af giftige og brandfarlige gasser.

"Vores teknik minimerer menneskelig interaktion med disse gasser, da det meste af arbejdet udføres af robotter, "Siger Abolhasani." Også, vi bruger kun 60 mikroliter af disse gasser, hvor konventionelle teknikker bruger et par milliliter eller mere - det er en forskel på mindst to størrelsesordener, og det betyder, at vores proces er mere sikker. "

De relativt små prøvestørrelser sparer også penge. De katalysatorer og ligander, der anvendes i reaktionerne, er dyre. Ved at bruge mindre prøver, processen kræver mindre mængde af dyre ligander og katalysatormateriale, reducere den relevante udgift med to til tre størrelsesordener.

"Ultimativt, Det er vigtigt at udvikle en mere effektiv teknik til disse reaktioner, fordi det fremskynder F &U, tillader forskere både at forbedre fremstillingsprocesser og fremskynde industriens evne til at identificere nye ligander, der har kommercielle anvendelser, "Siger Abolhasani.