Mikrofabrik für die Chemieindustrie

Einfache Reaktionen laufen im Labor zunehmend nicht mehr in Reagenzgläsern und Erlenmeyerkolben ab. Lab-on-Chip-Module mit zahlreichen Mikrometer dünnen Kanälchen, durch die Chemikalien fließen, sind auf dem Vormarsch. Und sie werden immer leistungsfähiger. So zeigen amerikanische Forscher, dass sogar eine mehrstufige Reaktion mit sonst aufwändigen Trennschritten in Mikroreaktoren kontrolliert ablaufen kann.

Mikrofabrik für die Chemieindustrie - Über diesen Fortschritt, der zu günstigeren Prozessen in der Chemieindustrie führen könnte, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Angewandte Chemie".

Die Trennung von flüssigen und gasförmigen Zwischenprodukten einer Reaktion ist der Schlüssel zu diesem Erfolg. Klavs F. Jensen und seine Kollegen vom Massachusetts Institute of Technolgy verwirklichten diesen Prozess mit einem geschickten Aufbau von Mikromembranen. Bei der Synthese eines Pflanzenschutzmittels, so genannte Carbamate, isolierten sie giftige Zwischenprodukte wie Säuren und Isocyanate, um sie direkt danach wieder für weitere Reaktionsschritte verwenden zu können. Dazu verwendeten sie eine poröse Trenn-Membran aus einem Fluorpolymer. Nur noch bestimmte Zwischenprodukte können diese Membranen durchwandern und werden so von den anderen Substanzen getrennt.

Diese Technologie ermöglicht es im Prinzip auch, mehrere verschiedene Reaktionen in nur einem Kreislauf aus diesen Mikrokanälen und Membranen durchzuführen. Der Vorteil: Der Aufwand für chemische Synthesen sinkt und Kosten können gespart werden. Nach weiteren Forschungen können diese Mikroreaktoren an andere mehrstufige Reaktionen, bei denen flüssige und gasförmige Zwischenprodukte anfallen, angepasst werden. Danach könnten sie bald reif für einen industriellen Einsatz sein.