Das neuronale Netzwerk hat gelernt, mehr als 300 Medikamente aus chemischen Abfällen herzustellen

Wissenschaftler haben daran gearbeitet, mithilfe von Computersystemen chemische Produktionsanlagen mit geschlossenem Kreislauf zu schaffen.

Zyklus.Mithilfe der Allchemy-Plattform haben Forscher riesige synthetische Verbindungsnetzwerke aufgebaut. Die vorgeschlagenen Lösungen ermöglichen die Wiederverwendung von mehr als 200 Arten chemischer Abfälle und die Herstellung von etwa 300 Arten von Arzneimitteln, wie beispielsweise Carvedilol und Salbutamol.

Chemische Industrie, inklPharmazeutika, Kosmetika oder Düngemittel erzeugen eine große Menge an Abfall, der aus vielen komplexen chemischen Molekülen besteht, stellen die Forscher fest. Wissenschaftler suchen seit langem nach Möglichkeiten, Abfälle aus einer Industrie zu verwenden, um andere Produkte herzustellen. Dies war jedoch, wie die Autoren der neuen Arbeit anmerken, äußerst schwierig zu erreichen, da jede Verbindung eine Million Wege zu anderen chemischen Formeln eröffnet. Angesichts der vielen Faktoren, die bei den Berechnungen berücksichtigt werden müssen, wird die Analyse zu schwierig.

Bei ihrer Arbeit verwendeten Wissenschaftler Computerdas Allchemy-System, das die Zusammensetzung komplexer Objekte analysieren und auf dieser Basis mögliche synthetische Netzwerke (Optionen zur Synthese neuer Substanzen) aufbauen kann. Ursprünglich wurde dieses System verwendet, um auf anderen Planeten nach chemischen Lebenszeichen zu suchen.

Die KI der Plattform bildet ein Netzwerk aus Syntheserouten,die allen Inputstoffen entspricht, wählt dann diejenigen aus, die einer grünen Kreislaufproduktion entsprechen, und ordnet sie nach festgelegten Kriterien.

Ein kleiner Ausschnitt aus dem Netz möglicher Routen. Quelle: Agnieszka Wołos ua, Nature

Die Forscher stellen fest, dass die resultierenden Routenstellen Beschreibungen der Schritte bei der Synthese der gewünschten Verbindung dar. Die Wissenschaftler testeten ihr System erfolgreich auf mehreren Wegen, die für die Synthese echter Medikamente konzipiert waren.

Chemiker glauben, dass die weit verbreitete Einführung von Computersystemen den Übergang zu einer chemischen Produktion mit geschlossenem Kreislauf erheblich beschleunigen und die Menge an zu entsorgenden giftigen Abfällen reduzieren wird.

Weiter lesen:

Unerklärliche Dualität in der Elementarteilchenphysik: Wozu wird sie führen?

Schauen Sie sich die Ausrichtung der Planeten im Jahr 2022 an: Die hellsten Planeten sind auf dem Foto von der Erde aus sichtbar

Wissenschaftler erklären, wie eine Stammzelle "versteht", was sie werden wird