Plus de durabilité grâce à la mécanochimie
Le projet de recherche développera de nouvelles méthodes respectueuses de l'environnement pour la fabrication de principes pharmaceutiques actifs en utilisant la mécanochimie comme technologie de rupture.
Farine, café ou épices : Beaucoup de gens connaissent le principe d'un moulin de cuisine. Mais des moulins spéciaux sont également utilisés à des fins de recherche dans les laboratoires du Max-Planck-Institut für Kohlenforschung. Les scientifiques sont convaincus que la mécanochimie peut rendre l'industrie chimique plus durable.
Broyeur à boulets
Frank Vinken, Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
Comment est-il possible de rendre la production de produits chimiques moins coûteuse et, surtout, plus durable ? Cette question joue un rôle important dans l'industrie chimique et dans les entreprises pharmaceutiques. Les scientifiques du Max-Planck-Institut für Kohlenforschung font de leur mieux pour rendre les réactions chimiques aussi écologiques et économiquement viables que possible - non seulement en laboratoire, mais aussi à l'échelle industrielle. Pour l'un de ces projets, le groupe Felderhoff, département de catalyse hétérogène, vient de recevoir une subvention de 500 000 euros. Les broyeurs à billes jouent un rôle important dans ce cas.
"Nous venons juste de commencer notre nouveau projet de recherche intitulé IMPACTIVE", explique Michael Felderhoff. Ce projet porte sur le transfert des processus mécano-chimiques vers la production à grande échelle. IMPACTIVE combine l'expertise et les connaissances de deux réseaux COST et développera de nouvelles méthodes respectueuses de l'environnement pour la fabrication de principes pharmaceutiques actifs (API) en utilisant la mécanochimie comme technologie de rupture. Les avantages de la mécanochimie sont les suivants : absence d'utilisation de solvants, efficacité élevée, faible coût, consommation d'énergie et émissions de CO2 réduites. La mécanochimie utilise des procédés mécaniques tels que le broyage à billes, l'extrusion à double vis, le mélange par résonance acoustique et le séchage par pulvérisation pour déclencher des réactions chimiques. Le principe d'un broyeur à billes pour activer une réaction chimique est assez simple, par exemple. Les réactifs sont placés dans une chambre de broyage avec le milieu de broyage. Par rotation ou vibration, des collisions se produisent entre les billes et les produits chimiques. En transférant de l'énergie mécanique aux réactifs, ceux-ci sont activés et une réaction chimique peut avoir lieu.
À l'aide d'un tel broyeur à billes, une équipe du MPI a récemment réussi à synthétiser de l'ammoniac dans des conditions beaucoup plus douces qu'avec le procédé commercial Haber-Bosch. Les chercheurs ont ainsi pu montrer que la mécanochimie peut également offrir une perspective intéressante pour des produits économiquement importants comme l'ammoniac. "Il est donc évident que d'autres projets de recherche s'intéressent à la mécanochimie", explique Michael Felderhoff.
Le projet européen "IMPACTIVE" implique 18 partenaires issus de la science et de l'industrie pour une durée de 48 mois. Le travail du groupe "Mech@SusInd" (Mechanochemistry for Sustainable Industry) au sein du réseau de recherche COST est similaire. Ce réseau, qui existe depuis 2019, comprend actuellement 38 pays participants et 87 institutions universitaires et de recherche dans le monde. "Pendant cette période, nous avons construit un réseau multidisciplinaire de scientifiques, d'ingénieurs, de technologues, d'entrepreneurs, d'industriels et d'investisseurs européens", explique Michael Felderhoff. Là encore, l'objectif à long terme est d'accroître l'utilisation de l'activation mécanique dans la production de produits chimiques.
Une chose est claire, estime Michael Felderhoff : Si l'industrie chimique veut continuer à jouer un rôle de premier plan dans le développement de technologies clés pour relever les grands défis de notre société, de nouvelles voies doivent être empruntées. M. Felderhoff et les autres membres du groupe Mech@SusInd sont convaincus que les procédés mécano-chimiques ont le potentiel de modifier les processus de production chimique et de les rendre plus respectueux de l'environnement.
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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