Una società affiliata alla Purdue University sta sviluppando un metodo per prevedere in modo accurato ed efficiente le reazioni chimiche nelle soluzioni liquide, che aiuterebbe le aziende agroalimentari, compagnie di carburante, produttori di cibo, industria cosmetica e molte altre attività.

Quaglia Modeling LLC, acronimo di Quantum Applications In Liquids, ha sviluppato un software per capire meglio come reagiscono le molecole nei liquidi, che consentirà alle aziende di discernere cosa accadrà quando un particolare additivo viene aggiunto al loro prodotto.

"Parte del segreto commerciale è quanto e quale additivo aggiungere in modo che il principio attivo si dissolva meglio e funzioni come dovrebbe funzionare, " disse Tillmann Kubis, co-fondatore di QUAIL e professore assistente di ricerca presso la Purdue's School of Electrical and Computer Engineering, Network for Computational Nanotechnology e Purdue Center for Predictive Materials and Devices

QUAGLIE Modellazione, che è stato anche co-fondato da James Charles, un dottorato di ricerca studente di ingegneria elettrica e informatica, sta lavorando per prevedere le energie di solvatazione, o il cambiamento di energia quando una molecola si dissolve in liquidi industrialmente rilevanti, comprese complicate miscele molecolari.

"C'è ancora un enorme divario nella chimica computazionale nel fare questo tipo di previsioni per scenari di rilevanza industriale, come liquidi con molte diverse molecole disciolte, " ha detto Kubis. " Aiutiamo a colmare questa lacuna combinando gli effetti quantistici con le incertezze statistiche di complicati ambienti liquidi ".

QUAIL Modeling sta espandendo il metodo della funzione verde di non equilibrio (NEGF) al regno della chimica quantistica liquida. Questo metodo consentirà ai chimici di prevedere i risultati sperimentali e aggiungere informazioni di difficile accesso come il flusso di non equilibrio dipendente dal tempo, scambio di energia e variazioni di entropia del sistema. Il metodo NEGF è già un metodo ampiamente accettato nell'ingegneria elettrica e nel mondo della fisica delle molte particelle.

Kubis ha affermato che dopo l'attuale fase di test del primo prodotto, la previsione delle reazioni chimiche nei liquidi è il passo successivo per l'azienda che ad aprile ha annunciato che stava sviluppando un modo per ridurre i costi di sviluppo dei farmaci modellando molecole e reazioni chimiche in soluzioni liquide, consentendo ai chimici di comprendere meglio i dettagli del processo di sintesi delle molecole.

"Ci sono molte aziende che utilizzano soluzioni liquide con molti ingredienti attivi diversi e hanno bisogno di sapere cosa farà l'aggiunta di un altro componente, " ha detto Kubis. "Non stiamo parlando di come reagisce in un solvente incontaminato, ma come reagisce quando ci sono molti altri elementi lì dentro."

Per le aziende agroalimentari, il metodo può aiutare un'azienda a capire se l'aggiunta di un componente farà rimanere il prodotto su una foglia più a lungo o cadrà più rapidamente. Per le aziende di carburante, può determinare il comportamento dell'additivo sul carburante e sul motore. Il metodo può prevedere cosmetici che dipendono da molte molecole disciolte nello stesso liquido.

Per tutti i produttori, può prevedere la durata di conservazione in vari contenitori e con quale ritmo il principio attivo e il contenitore si romperanno.