Combinatorial Materials Science and Catalysis

Abstract

After forever changing the drug discovery process in the pharmaceutical industry, combinatorial chemistry methodologies are increasingly being applied to the discovery and optimization of more efficient catalysts and materials (see picture). With the advent of new combinatorial synthesis and screening technologies, coupled with integrated data management systems, the application of these technologies to materials science and catalyst research holds tremendous potential and brings high expectations to this new and exciting field.

Poly(2‐oxazoline)s: Alive and Kicking

“…To manage the rapid synthesis and screening, high-throughput approaches seem to be ideally suited. [7][8][9] High-throughput experimentation methods have also been applied by other research groups to determine structure-property relationships in, e.g., polymeric sensor materials, [10] crosslinked materials, [11] and biomaterials. [12] In our studies, we have chosen the cationic ring-opening polymerization of 2-oxazolines, which was first reported in 1966 by four independent research groups, [13][14][15][16] for the library preparation.…”

Tailoring the Active Site of Chemzymes by Using a Chemogenetic‐Optimization Procedure: Towards Substrate‐Specific Artificial Hydrogenases Based on the Biotin–Avidin Technology

“…For the optimization of activity and selectivity, directed-evolution methodologies (combined with an efficient selection or screening tool) outperform combinatorial ligand libraries. [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13] With the hope of alleviating some of the inherent limitations of both enzymatic and organometallic catalysis, two approaches have recently witnessed a revival: 1) organocatalysis [14][15][16][17][18][19] and 2) artificial metalloenzymes based on either covalent [20,21] or supramolecular anchoring [22] of a catalytic moiety in a macromolecular host. [23][24][25][26][27][28][29][30] Inspired by the early works of Whitesides and Wilson, [22] we recently reported artificial metalloenzymes based on the biotin-avidin technology.…”

Química combinatória de materiais com análise por microdifração de raios X. Primeira parte: fundamentos

“…Métodos para a química combinatória aplicada a materiais estão em desenvolvimento muito rápido e estratégias experimentais adequadas a cada metodologia estão aparecendo também rapidamente 5,11,[15][16][17][18][19] . Uma das grandes limitações para a aplicação desta abordagem, de maneira mais abrangente, consiste no desenvolvimento de técnicas analíticas automatizadas que permitam obter, de forma rá-pida e confiável, informações relevantes sobre o sistema em estudo.…”

“…Na área de polímeros, a química combinatória tem sido aplicada tanto para o desenvolvimento de novos e melhores polímeros, como para a descoberta de novos catalisadores de polimerização 9 . Com relação à catálise heterogênea, onde os sítios ativos existem na superfície exterior e/ou no interior de um material inorgânico sóli-do, muitas vezes são utilizadas abordagens similares às da área de ciência dos materiais 3,5,10,11 . Para a catálise homogênea, onde os sítios ativos são normalmente um íon metálico estabilizado por um ligante orgânico, têm sido desenvolvidas abordagens específicas 10 .…”