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Die Prozessanalysetechnologie (PAT) konnte das Verständnis von Kinetik, Thermodynamik und Mechanismen in komplexen chemischen Systemen erheblich verbessern. Durch die Einbeziehung von Echtzeit-In-situ-Messungen konnten Forscher weitreichende Einblicke in die Leistung und die zugrunde liegenden Prinzipien von Synthesen gewinnen. Darüber hinaus spielt die PAT eine entscheidende Rolle bei der Aufklärung komplexer Fragestellungen bei Partikelbildung und Kristallisation. Sie beschleunigt auch die Umwandlung datenreicher Experimente in wertvolle Informationen und damit die Entwicklung neuer Methoden. Dies wiederum beschleunigt die Forschung in verschiedenen Bereichen wie erweiterter Modellierung, maschinellem Lernen, künstlichen neuronalen Netzen, Selbstoptimierung und autonomer Chemie. Letztendlich hat PAT massgeblich dazu beigetragen, Innovationen voranzutreiben und die Möglichkeiten im Bereich der chemischen Forschung zu erweitern.
Dieses White Paper beleuchtet anhand aktueller Veröffentlichungen die Rolle verschiedener PAT in stark beforschten akademischen Forschungsbereichen, darunter:
- Organische und metallorganische Katalysereaktionen sowie Biokatalyse
- Milde und nachhaltige Chemie
- Optimierung und Sicherheit energetischer Reaktionen
- Biologische Chemie-Synthese
- Polymersynthese
- Kinetik und Mechanismen
- Kristallisations- und Partikelcharakterisierung
- Strömungschemie
- Modellierung, Optimierung und Automatisierung
In dieser Sammlung neuerer universitärer Forschungsergebnisse werden der Einfluss und die Einsatzmöglichkeiten der PAT beschrieben und anhand zahlreicher Artikel in der globalen chemischen Forschungsliteratur untersucht.In diesen Artikeln wird die Anwendung verschiedener Tools beschrieben, darunter:
- Echtzeit-Reaktionsanalyse per Spektroskopie
- Automatisierte Probennahmemethode für die Chromatographie
- Inline-Sonden für Partikel- und Kristallisationscharakterisierung
- Automatisierte Workstations für eine bessere Steuerung von Synthesebedingungen
- Fortschrittliche Software, Algorithmen und Modellierung
