Česká republika
Kdo jsme

Zaměření našeho výzkumu – tvoříme chemii pro trvale udržitelnou budoucnost 

Chemie jako průřezová technologie hraje klíčovou roli při řešení výzev budoucnosti, protože inovace v oblasti chemie přinášejí odpovědi přesně na ty otázky, které se budou dotýkat lidstva v budoucnosti. Těmito tématy jsou Suroviny, Životní prostředí a ovzduší, Potraviny a výživa a Kvalita života. Trendy v uvedených oblastech jsou hnacím motorem našeho procesu inovací ve společnosti BASF. Přinášejí nám impulsy a určují témata, pro které provádíme výzkum a vyvíjíme řešení.

Výzkum a vývoj stále intenzivněji ovlivňují digitální technologie. Správa velkého množství dat se stala rozhodujícím faktorem pro budoucí vědecký a ekonomický úspěch. V BASF se navzájem doplňují virtuální modelování a počítačové simulace s fyzickými experimenty v laboratoři. Simulace pomáhají při navrhování experimentů a usnadňují prognózu, zatímco experimenty přinášejí měřitelné výsledky a ověření funkčnosti počítačových modelů. Tento přístup v důsledku vede k lepšímu porozumění chemickým produktům a procesům a umožňuje tak realizovat více inovací v kratším časovém období. Klíčovým prvkem je nový superpočítač, který byl uveden do provozu v říjnu 2017 v Ludwigshafenu. Díky svému výkonu 1,75 petaflopů nabízí asi desetinásobek výpočetní síly, kterou BASF v současné době věnuje vědeckému výpočtu. Z 500 největších výpočetních systémů na světě je superpočítač BASF v současnosti na 65. místě (seznam z července 2017).

Digitalizace poskytuje výzkumným pracovníkům příležitosti k realizaci vlastních kreativních nápadů a k intenzivní spolupráci s dalšími vědci po celém světě. Podle názoru expertů společnosti BASF je nezbytné integrovat digitální technologie přímo do každodenní práce výzkumných a vývojových jednotek. Přímý přístup k systémům založeným na znalostech je nezbytný k nacházení účinných řešení problémů a otevírání nových horizontů. Kupříkladu platforma aplikací založená na cloudových aplikacích usnadní zpřístupnění znalostních sítí všem výzkumným pracovníkům.

V uplynulých měsících již úspěšné projekty výzkumných pracovníků společnosti BASF prokázaly, jaký obrovský potenciál digitalizace v oblasti výzkumu má. Povedlo se jim například poprvé systematicky prozkoumat údaje o katalyzátorech používaných při výrobě meziproduktu etylenoxidu. V průběhu šetření byla zjištěna souvislost mezi formulemi a aplikačními vlastnostmi katalyzátorů, což přesněji a rychleji umožní předvídat jejich výkonnost a životnost.

Dalším příkladem jsou počítačové simulace mikroenkapsulace. Jde o proces používaný k ochraně aktivních složek v produktech, například před průnikem vlhkosti a kyslíku. Simulace pomáhají lépe porozumět a předvídat složité chemické a fyzikální interakce uvnitř mikrokapsle, což umožňuje přesnější plánování laboratorních testů.

Aktivity společnosti BASF hrají rovněž důležitou roli v digitální transformaci zemědělství, kde BASF využívá jak interní, tak i externí spolupráce. Online aplikace Maglis® pomáhá zemědělcům efektivněji využívat dostupné informace a přijímat lepší rozhodnutí týkající se kultivace polí. Firma ZedX, kterou společnost BASF získala koncem května, se specializuje na vývoj agronomických modelů, růst rostlin a zamoření chorobami, plevely a škůdci. BASF a ZedX již společně vyvinuly model, který na základě meteorologických a klimatických podmínek určí správnou aplikaci herbicidů od BASF.

Ein Pilz als lebende Fabrik / A Fungus as a living factory

Vědci společnosti BASF z výzkumné platformy Bioscience Research vyvinuli pro výživu zvířat vylepšenou fytázu (Natuphos®E). Fytáza je enzym, který pomáhá zvířatům lépe trávit fosfáty obsažené v rostlinách. Mnoho enzymů je však citlivých na teplo a může být zničeno vysokými teplotami při procesu peletování, používaném při výrobě krmiv, a ničí tak jejich účinnost. Aby mohli vyvinout účinnou termostabilní fytázu, museli výzkumní pracovníci z řad BASF zkoumat četné druhy fytáz, které existují v bakteriích, a pak z nich pomocí biotechnologických metod vytvořit nejlepší možný hybrid. Ten byl následně ještě vylepšen a pro účely fermentace enzymu (jeho biotechnologickou produkci) byl vyvinut vhodný produkční kmen z houby Aspergillus niger. Výroba nové fytázy byla již zahájena v některých zemích Asie a Jižní Ameriky, stejně jako ve Spojených státech. Schválení produktu v Evropě se očekává v roce 2016.

Spezial-Zeolithe für Abgaskatalysatoren / Specialty Zeolites for automotive emission catalysts

Výzkumná platforma procesního výzkumu a chemického inženýrství pracuje na speciálních zeolitech, jako je chabazit měďnatý od společnosti BASF, který tvoří důležitou součást katalyzátoru regulace emisí u zážehových motorů, protože jsou zvláště účinné při odstraňování oxidů dusíku z výfukových plynů. Poptávka po moderních katalyzátorových systémech pro automobily neustále roste kvůli stále přísnějším emisním předpisům. Aby bylo možné tuto poptávku uspokojit, vědci z řad BASF neustále pracují na vývoji nové generace speciálních zeolitů. Pomocí sofistikovaných surovin a technik upravují velikost pórů, aby byly vzniklé částice konzistentnější. BASF rovněž vyvinula katalytickou technologii na bázi bóru (BoroCatTM), která umožňuje rafineriím zvýšit výnosy cenných výrobků, jako je benzín, nafta a dalších ropných paliv. Nikl obsažený v ropě představuje z hlediska jejího dalšího zpracování problém, neboť významně zvyšuje tvorbu nežádoucích vedlejších produktů, jako je ropný koks a vodík. Nový katalyzátor BoroCat Fluid Catalytic Cracking (FCC) s optimalizovanou strukturou pórů dokáže nikl při zpracování zachytit, čímž zabraňuje nežádoucím chemickým reakcím.

Výzkumná platforma Advanced Materials & Systems Research se zaměřuje na téma „Hluk, vibrace a hrubost“. Odborníci z BASF zkoumají možnosti minimalizace nežádoucího hluku a vibrací pomocí speciálních materiálů a součástí. Jde o důležitý úkol, jelikož v našem okolí jak hladina hluku v pozadí, tak i vibrace neustále rostou, a to v důsledku pokračující automatizace našich domovů i pracovišť.

Zároveň se ale zvuky mění. Například v elektromobilech je hluk motoru sice tišší, ale na povrch se derou jiné otravné frekvence, jejichž hlasitost je třeba snížit. Dalším příkladem jsou domácí spotřebiče. S rostoucí urbanizací stále více lidí žije v omezeném prostoru. Lidé nejenže vlastní stále více elektrických spotřebičů, tato zařízení mají také stále silnější výkon.

Výsledný šum a vibrace je třeba minimalizovat. Tým BASF, složený z chemiků, fyziků a inženýrů, se snaží dosáhnout vylepšení různých polymerů, které mohou být použity k optimalizaci frekvencí v rozsahu, který lze cítit a slyšet: od 1 do 20 000 herzů. Pomocí počítačové simulace je tým schopen v závislosti na frekvenčním rozsahu a požadavcích změnit konstrukci komponentů a/nebo molekulární nebo pěnovou strukturu použitých materiálů (polyamidy, polyuretany, pěny melaminové pryskyřice).