I ricercatori hanno sviluppato una tecnologia di screening ad alta produttività basata sul flusso che offre una più veloce, mezzi più sicuri e meno costosi per identificare le condizioni ottimali per l'esecuzione di reazioni chimiche catalitiche ad alta pressione/alta temperatura. La tecnica si concentra sulle reazioni di idroformilazione, che vengono utilizzati per creare una varietà di prodotti commerciali.

"Le reazioni di idroformilazione sono processi industriali che vengono utilizzati per produrre di tutto, dai plastificanti ai detergenti, "dice Milad Abolhasani, autore corrispondente di un articolo sul lavoro e assistente professore di ingegneria chimica e biomolecolare presso la North Carolina State University. "Il processo di test e analisi per valutare un singolo insieme di condizioni utilizzando tecniche convenzionali richiede normalmente giorni. Ora possiamo farlo in circa 30 minuti".

"Eastman utilizza il processo di idroformilazione omogenea per realizzare materiali secondari inclusi in molti prodotti che migliorano la nostra qualità della vita in modo materiale, come vernici, prodotti farmaceutici e inchiostri, "dice Dawn Mason, il responsabile dell'innovazione esterno presso Eastman Chemical Company. "Essere in grado di fornire miglioramenti tecnologici in modo più sicuro e rapido rispetto a quanto precedentemente disponibile è ciò che rende la nostra partnership con NC State di successo".

La nuova tecnica utilizza campioni estremamente piccoli, dell'ordine di 11 microlitri, piuttosto che i millilitri utilizzati nelle tecniche convenzionali. La nuova tecnica integra anche la preparazione dei reagenti, processi di reazione e analisi in un'unica sequenza.

"La maggior parte dei processi di ottimizzazione prevede più passaggi che vengono condotti in diverse stazioni di lavoro, " Abolhasani dice. "Questo è uno dei motivi per cui impiegano così tanto tempo. Integrando questi passaggi in un unico, sequenza continua, abbiamo reso il processo significativamente più efficiente."

La tecnica della chimica del flusso ad alto rendimento e la dimensione del campione più piccola accelerano anche la velocità della reazione. Ma la velocità non è l'unico vantaggio:la nuova tecnica è anche più sicura. Questo perché queste reazioni devono essere condotte ad alte pressioni, e ad alte temperature, utilizzando gas tossici e infiammabili.

"La nostra tecnica riduce al minimo l'interazione umana con questi gas, poiché la maggior parte del lavoro è svolto da robot, " dice Abolhasani. "Inoltre, usiamo solo 60 microlitri di questi gas, dove le tecniche convenzionali usano pochi millilitri o più, questa è una differenza di almeno due ordini di grandezza, e questo significa che il nostro processo è più sicuro".

Anche le dimensioni del campione relativamente piccole consentono di risparmiare denaro. I catalizzatori e i leganti utilizzati nelle reazioni sono costosi. Utilizzando campioni più piccoli, il processo richiede una minore quantità di costosi ligandi e materiale catalizzatore, riducendo la relativa spesa da due a tre ordini di grandezza.

"In definitiva, sviluppare una tecnica più efficiente per queste reazioni è importante perché accelera la ricerca e lo sviluppo, consentendo ai ricercatori sia di migliorare i processi di produzione sia di accelerare la capacità dell'industria di identificare nuovi ligandi con applicazioni commerciali, "dice Abolhasani.