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探索2024年化工行業(yè)的八大發(fā)展趨勢(shì)
在這份關(guān)于化工行業(yè)頂級(jí)趨勢(shì)和初創(chuàng)企業(yè)的深入研究中，對(duì)全球1216家初創(chuàng)企業(yè)和規(guī)模企業(yè)進(jìn)行了抽樣分析。這項(xiàng)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的研究提供了創(chuàng)新情報(bào)，通過概述化工行業(yè)的新興技術(shù)，幫助您改善戰(zhàn)略決策。在下面的化工行業(yè)創(chuàng)新地圖中，您可以全面了解影響貴公司的創(chuàng)新趨勢(shì)和初創(chuàng)企業(yè)。
先進(jìn)制造 創(chuàng)新材料 綠色化學(xué) 物聯(lián)網(wǎng) 數(shù)據(jù)分析 人工智能 云計(jì)算 區(qū)塊鏈
化學(xué)制造領(lǐng)域的進(jìn)步越來越多地涉及到數(shù)字化和自動(dòng)化。擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)技術(shù)可幫助化學(xué)工程師解決勞動(dòng)力短缺和員工培訓(xùn)問題。它與數(shù)字孿生一起模擬危機(jī)生產(chǎn)場(chǎng)景，并遠(yuǎn)程進(jìn)行診斷問題。3D 打印還能實(shí)現(xiàn)電化學(xué)裝置設(shè)備制造、數(shù)字合成和新型材料開發(fā)的自動(dòng)化。
美國(guó)初創(chuàng)公司 Trillium Renewable Chemicals利用可持續(xù)原料生產(chǎn)植物基丙烯腈 (www.trilliumchemicals.com)。傳統(tǒng)的丙烯腈是用石油原料制造的，這種原料會(huì)釋放大量熱量并產(chǎn)生有毒的氰化物。這家初創(chuàng)公司的專利技術(shù)用生物可再生原料取代化石原料。它采用熱化學(xué)催化反應(yīng)，不需要生物技術(shù)。這種方法避免了危險(xiǎn)產(chǎn)品的長(zhǎng)途運(yùn)輸，此外還具有成本效益、無健康風(fēng)險(xiǎn)和可擴(kuò)展性。
Tree-Tower 樹塔公司促進(jìn)智能化學(xué)制造
新興創(chuàng)新材料的趨勢(shì)，主要聚焦在先進(jìn)電池材料、納米材料和生物技術(shù)。生物技術(shù)解決方案，例如通過生產(chǎn)生物基電池，克服石化產(chǎn)品的負(fù)面影響，而且這種先進(jìn)的陰極材料提高了電池的能量密度和效率。
Polymerize
Acoerela 開發(fā)水溶性親脂染料
總部位于新加坡的初創(chuàng)公司 Acoerela （acoerela.com/products/）開發(fā)了一種水溶性親脂染料平臺(tái)，克服了傳統(tǒng)染料溶解性差和聚集等局限性。它的染料有多種顏色，可用于標(biāo)記細(xì)胞外囊泡、細(xì)菌和哺乳動(dòng)物細(xì)胞。
該公司的革蘭氏選擇性染料可根據(jù)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的差異區(qū)分革蘭氏陽性菌和革蘭氏陰性菌（gram-positive and gram-negative）。這些膜染料還可以對(duì)細(xì)胞進(jìn)行多代長(zhǎng)期跟蹤，而不會(huì)產(chǎn)生毒性。Acoerela 目前正在開發(fā)能在近紅外 II 窗口發(fā)光的染料，以便在活體小鼠體內(nèi)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間無創(chuàng)腫瘤成像。
綠色化學(xué)的重點(diǎn)是能消除危險(xiǎn)或有害化學(xué)品和材料影響的工藝和產(chǎn)品。這一化學(xué)趨勢(shì)促使制造商優(yōu)先考慮環(huán)境法規(guī)和可持續(xù)發(fā)展。化工企業(yè)通過構(gòu)建回收技術(shù)，加強(qiáng)廢物管理，并轉(zhuǎn)向使用替代能源。例如，從石油原料向植物原料過渡，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料。另一個(gè)例子是綠色氫氣，它將二氧化碳（CO2）排放轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔?。此外，綠色化學(xué)解決方案還可替代焦?fàn)t煤氣，實(shí)現(xiàn)煉鋼過程的脫碳。
Lignolix（www.lignolix.com/technology/） 是一家總部位于美國(guó)的初創(chuàng)公司，致力于將植物廢料中的木質(zhì)素循環(huán)利用到高性能特種化學(xué)品中。由于木質(zhì)素的氣味難以處理，這家初創(chuàng)公司的技術(shù)可將木質(zhì)素分解成小塊，并同時(shí)保留其功能特性。這種方法減少了氣味和顏色方面的挑戰(zhàn)，還能與其他產(chǎn)品兼容。最終產(chǎn)品適用于化妝品、粘合劑、香精和香料，而且 Lignolix 技術(shù)易于擴(kuò)展。
SusPhos （www.susphos.com）是一家來自丹麥的初創(chuàng)公司，它應(yīng)用智能化學(xué)技術(shù)對(duì)富含磷酸鹽的廢物進(jìn)行升級(jí)。這家初創(chuàng)公司生產(chǎn)無廢物替代品，替代從化石中提取的產(chǎn)品。SusPhos 的專利技術(shù)可提供高質(zhì)量阻燃劑和特種肥料等可持續(xù)的磷酸鹽產(chǎn)品。（國(guó)內(nèi)磷化工企業(yè)，可以下載他們的專利仔細(xì)研究一下）
化工行業(yè)采用物聯(lián)網(wǎng)來收集和存儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)，并簡(jiǎn)化流程。物聯(lián)網(wǎng)還有助于控制材料質(zhì)量、資產(chǎn)性能和工人安全。獲取的數(shù)據(jù)可模擬和預(yù)測(cè)維護(hù)建議，以延長(zhǎng)資產(chǎn)的使用壽命。例如，操作員可利用傳感器測(cè)量數(shù)據(jù)避免設(shè)備過熱，進(jìn)而防止意外停機(jī)和生產(chǎn)損失。最后，物聯(lián)網(wǎng)將原始設(shè)備制造商 (OEM)、運(yùn)營(yíng)商和服務(wù)提供商聯(lián)合在一個(gè)平臺(tái)上。這為化工行業(yè)供應(yīng)鏈帶來了前所未有的透明度，使其成為化工行業(yè)的首要趨勢(shì)。
英國(guó)初創(chuàng)公司 Volatile（volatile.ai） 利用人工智能和智能傳感器識(shí)別味道。這家初創(chuàng)公司整合了香味驅(qū)動(dòng)因素分析、化學(xué)成分篩選器和電子鼻設(shè)備。其電子鼻 Scout2 是一種金屬氧化物氣體傳感器，可檢測(cè)氣味和揮發(fā)性有機(jī)氣體。此外，Scout2 采用模塊化設(shè)計(jì)，可與其他主要傳感器制造商兼容。該設(shè)備可控制空氣質(zhì)量，還能監(jiān)測(cè)固體和液體成分，并且不受環(huán)境條件變化的影響。
Mantispecta（mantispectra.com/our-technology/） 開發(fā)了基于磷化銦平臺(tái)的近紅外（NIR）光譜傳感器。這些傳感器可識(shí)別和量化材料在波長(zhǎng)上編碼的化學(xué)信息。還能以快速、非接觸和非侵入性的方式計(jì)算完成。通常，傳統(tǒng)光譜儀價(jià)格昂貴，使用復(fù)雜。然而，Mantispectra 的便攜式微型傳感器可以輕松安裝到各種設(shè)備中，從而解決了這些難題。
先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析技術(shù)提高了化工生產(chǎn)的生產(chǎn)力和盈利能力。大數(shù)據(jù)的洞察力可優(yōu)化能源消耗、工廠運(yùn)營(yíng)和供應(yīng)鏈。此外，傳感器和無線設(shè)備可跟蹤制造設(shè)備的歷史性能。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，人工智能算法可預(yù)測(cè)潛在故障及其根本原因，從而減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間。
丹麥初創(chuàng)公司 MQS（mqs.dk） 將基于量子的計(jì)算工具與熱力學(xué)建模相結(jié)合，以計(jì)算材料特性。這家初創(chuàng)公司加快了制藥、生物技術(shù)和化工行業(yè)的研發(fā)進(jìn)程。MQS 軟件應(yīng)用預(yù)測(cè)模型和算法來發(fā)現(xiàn)用于電池和可持續(xù)溶劑的新材料，以及新藥物和生物可降解塑料。（這家公司值得更加仔細(xì)研究！）
以色列初創(chuàng)公司 agPlenus（www.agplenus.com/technology） 提供預(yù)測(cè)技術(shù)，以發(fā)現(xiàn)用于作物保護(hù)的新型化學(xué)品。agPlenus 將基因組學(xué)、人工智能和大數(shù)據(jù)結(jié)合起來，擴(kuò)展了化學(xué)品庫(kù)，并提高了化學(xué)產(chǎn)品開發(fā)成功的概率。
在化學(xué)工業(yè)方面，通過人工智能和深度學(xué)習(xí)算法加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)。此類解決方案可產(chǎn)生新的生化配方和材料組合。例如，具有治療特性的新分子或危險(xiǎn)或有害物質(zhì)的替代品。此外，人工智能還能使化學(xué)過程自動(dòng)化，并收集寶貴的數(shù)據(jù)以提高運(yùn)營(yíng)效率。人工智能解決方案還能即時(shí)發(fā)現(xiàn)異常、泄漏或污染，并實(shí)現(xiàn)早期預(yù)防。人工智能的這些廣泛優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用使其成為化工行業(yè)最值得關(guān)注的趨勢(shì)。
中國(guó)初創(chuàng)公司 Chemical.AI （chemical.ai）為合成規(guī)劃提供人工智能和化學(xué)信息學(xué)。這家初創(chuàng)公司的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法可實(shí)現(xiàn)快速預(yù)測(cè)性逆合成。它能生成多種路線，還能發(fā)現(xiàn)新路線。人工智能輔助設(shè)計(jì)考慮了合成步驟、合成難度、路線可行性和合成策略。因此，人機(jī)評(píng)估工具加快了創(chuàng)新藥物元素的研發(fā)速度。
Navigance （www.navigance.com/optimization-engine）是一家德國(guó)初創(chuàng)公司，提供人工智能驅(qū)動(dòng)的 SaaS 平臺(tái)。該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了化工生產(chǎn)流程的數(shù)字化和優(yōu)化。Navigance 收集化工廠的數(shù)據(jù)，并利用人工智能和高級(jí)分析技術(shù)進(jìn)行快速云計(jì)算，以發(fā)現(xiàn)異常模式。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，Navigance 發(fā)送預(yù)測(cè)警報(bào)和自動(dòng)建議。這不僅提高了流程效率和產(chǎn)量，還降低了能耗和開發(fā)成本。（這個(gè)類似于Aspen hysys，但它是一個(gè)hybrid 模型，可用于工廠監(jiān)控、性能監(jiān)控、優(yōu)化）
由于實(shí)施創(chuàng)新越來越耗費(fèi)時(shí)間，云計(jì)算正迅速受到重視。云計(jì)算工具可進(jìn)行大量計(jì)算，以查找材料和化學(xué)兼容性。此外，基于云計(jì)算的解決方案易于擴(kuò)展，部署時(shí)無需大量資金投入。云數(shù)據(jù)存儲(chǔ)可以靈活、安全、快速地存儲(chǔ)和交換信息。它還能降低運(yùn)營(yíng)成本和供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。云計(jì)算初創(chuàng)企業(yè)的另一個(gè)重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)安全，因?yàn)樵撔袠I(yè)需要處理包含化學(xué)式等信息的高度敏感數(shù)據(jù)。
Nextmol（www.nextmol.com/product/） 是西班牙一家基于云的分子建模初創(chuàng)公司，利用人工智能設(shè)計(jì)新的化學(xué)品。這家初創(chuàng)公司結(jié)合了原子尺度模型和計(jì)算化學(xué)。它能描述分子特征，模擬難以達(dá)到的實(shí)驗(yàn)條件，并預(yù)測(cè)最有前途的分子。此外，Nextmol 還能找出實(shí)驗(yàn)室失敗的原因。為了獲得快速可靠的結(jié)果，這家初創(chuàng)公司還提供高性能云計(jì)算。
Fastone（fastonetech.com/product/bio）是一家中國(guó)初創(chuàng)企業(yè)，為汽車、生命科學(xué)和智能制造開發(fā)基于云的解決方案。基于無服務(wù)器和應(yīng)用定義云（ADC）框架，F(xiàn)astone 構(gòu)建了一個(gè)廉價(jià)、快速、可擴(kuò)展的計(jì)算平臺(tái)。它可用于藥物發(fā)現(xiàn)和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。這家初創(chuàng)公司的在線計(jì)算機(jī)輔助工程模擬平臺(tái)還可以在任何設(shè)備上進(jìn)行高性能計(jì)算建模。它可以運(yùn)行有限元分析（FEA）、計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）和熱分析。此外，F(xiàn)astone 還為生物信息學(xué)和探索性數(shù)據(jù)分析提供云平臺(tái)。
從原材料到制造，區(qū)塊鏈技術(shù)可跟蹤化學(xué)產(chǎn)品。此外，區(qū)塊鏈技術(shù)甚至可以監(jiān)控供應(yīng)鏈中每一步的單個(gè)分子。區(qū)塊鏈提供可信數(shù)據(jù)、對(duì)客戶需求的了解以及尚未開發(fā)的收入模式。此外，區(qū)塊鏈還能揭示消費(fèi)模式，優(yōu)化需求規(guī)劃。因此，它可以消除庫(kù)存過多、訂單倉(cāng)促和調(diào)度難題。智能合約進(jìn)一步提供分布式自主控制，以確保質(zhì)量并減少測(cè)試過程中的錯(cuò)誤。
CircularTree（www.circulartree.com） 是一家創(chuàng)建循環(huán)供應(yīng)鏈的德國(guó)初創(chuàng)企業(yè)。這家初創(chuàng)企業(yè)的區(qū)塊鏈生態(tài)系統(tǒng)簡(jiǎn)化了供應(yīng)鏈的可持續(xù)性（CSR）和合規(guī)性（ESG）責(zé)任。工作流程的透明自動(dòng)化進(jìn)一步消除了利益相關(guān)者之間的模糊性。CircularTree 使合規(guī)管理過程值得信賴。此外，其數(shù)字孿生解決方案還能讓制造商實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)化學(xué)材料的物流。
巴西初創(chuàng)企業(yè) Chemchain（chemcha.in/#features） 開發(fā)了一個(gè) SaaS 區(qū)塊鏈平臺(tái)。該平臺(tái)沿著化學(xué)品價(jià)值鏈跟蹤和傳輸信息。該初創(chuàng)公司采用去中心化方法，通過端到端加密保護(hù)第三方的數(shù)據(jù)訪問。其算法還記錄了原材料的歷史信息，如特定化學(xué)品的時(shí)間延誤、額外費(fèi)用和人為錯(cuò)誤。Chemchain允許客戶控制機(jī)密數(shù)據(jù)并有選擇地披露，克服了安全通信的限制。
文章的來源：張三的思考
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