Projektid

Euroopa Liit on algatanud mitmeid roheleppega seotud algatusi, et säilitada elu Maal ja parandada selle kvaliteeti, sealhulgas nullsaaste tegevuskava (Zero Pollution Action Plan), talust taldrikuni strateegia (Farm to Fork) ja roheleppe tööstusplaan (Green Deal Industrial Plan). Kõik need algatused vajavad olulist innovatsiooni, mis põhineb uutel teadmistel ja oskustel – teadusuuringutel, koolitustel ja haridusel. Samuti eeldavad need tööstuse kohanemist, ühiskonna kaasamist ning tarku regulatsioone – see on globaalne väljakutse. Veelgi enam, rohepööre vajab suurel hulgal spetsialiste, kes suudaksid neid muutusi ellu viia. Seega projekti „Kestliku tuleviku innovaatiline keemia ja biotehnoloogia“ (INNOCHEMBIO) eesmärk on koolitada tulevasi jätkusuutliku keemia ja biotehnoloogia eksperte, kes aitavad Euroopal astuda järgmised sammud rohepöörde elluviimisel. Projekti raames koolitatud spetsialistid ja nende poolt loodud lahendused aitavad vähendada keemia- ja põllumajandussektori keskkonnamõjusid, arendada keskkonnasõbralikke analüüsimeetodeid ning hinnata uute materjalide ohutust. Seda kõike tehakse interdistsiplinaarsete uurimisprojektide kaudu rahvusvahelises teaduskeskkonnas, koostöös tööstuse, avaliku sektori ja ühiskonnaga, nelikheeliksi (quadruple helix) põhimõttel põhineva koolitusprogrammi kaudu. Tulemusena ei ole INNOCHEMBIO lõpetajad mitte ainult oma ala tippeksperdid, vaid ka valdkonna eestvedajad ja suunanäitajad. Läbimõeldud karjääriplaneerimine tagab oskusliku tööjõu kõigis neljas sektoris. INNOCHEMBIO on rahvusvaheline konsortsium, mida juhib TalTech – ülikool, millel on üle 100 aasta pikkune kogemus keemia ja biotehnoloogia alases teadus- ja õppetöös. Projekti eesmärkide saavutamiseks värvatakse kuni kahes voorus 15 doktoranti, kelle õpingud kestavad 48 kuud. Selle aja jooksul saavad doktorandid erialast koolitust nii Eestis kui ka välismaal: töötades oma uurimisprojektiga, osaledes TalTechi ja partnerasutuste pakutavatel laiapõhjalistel kursustel ning saades praktilise töökogemuse erasektoris.

Tippkeskuse eesmärk on edendada innovatsiooni ringmajanduses, keskkonnasõbralikku ja kohalikku ressurssi vajavate tehnoloogiate uurimise ning ühiskonna teadlikkuse tõstmise kaudu. Neljas töörühmas on järgmised uurimissuunad. Strateegilise mineraalse toorme rühm kaardistab kriitilisi materjale ja sekundaarseid ressursse jäätmevoogudes, et neid eraldada ja taaskasutada, minimeerides kahjulike jäätmete hulka. Süsiniku-põhise toorme töörühm arendab rohekeemial põhinevaid meetodeid võtme-kemikaalide ja taaskasutatavate plastide jaoks, hinnates ka nende keskkonnamõju. Ringsete tehnoloogiate tööstussiirde rühm fokusseerub skaleerimist võimaldavatele tehnoloogiatele vähendades jäätmeid ja edendades ringlussevõttu, käsitledes ka veepuhastust. Ringmajanduse ärirakenduste ning modelleerimise analüüsi rühm analüüsib jätkusuutlikke ärirakendusi ning toormete väärtusahelaid. Tippkeskuse interdistsiplinaarsus aitab luua Eestile ja Euroopale vajalikke ringmajanduslikke lahendusi.

Taristu koondab endasse keemilise sünteesi ning keemia- ja biotehnoloogia alase võimekuse Eestis. Selle põhiliseks eesmärgiks on uute jätkusuutlike ja keskkonnasõbralike sünteesimeetodite, nagu mehhanosüntees, voolukeemia, elektrokeemia, fotokeemia, organokatalüüs, väljatöötamine ja tehnologiseerimine. Uute keemiliste meetodite (ensüümide, ioonsete vedelike ja metall-orgaaniliste võrgustike kasutamine) loob uued võimalused keerukate looduslike ühendite ja nende derivaatide saamiseks. Uute meetodite ja materjalide jätkusuutlikkuse tagamiseks viiakse läbi nende ohutusuuringuid. Taristu ühine kasutamine algatab uusi interdistsiplinaarseid projekte ja loob eeldused innovatsiooniks ja koostööks teadusmahukate ettevõtetega.Taristu kasutamise kaasamine kõrghariduse kõigis astmetes, mikrokraadide programmides ja täiendõppes tagab järjepidevuse teaduse vallas ja kvalifitseeritud järelkasvu ettevõtluses.

Projekt tegeleb jätkusuutlike asümmeetrilise katalüüsi meetodite arendamise ja rakendamisega. Erinevaid katalüüsi meetodeid (organo-, metall- ja ensüümkatalüüsi) kasutatakse nii individuaalselt kui ka kombineeritult. Erilist tähelepanu pööratakse reaktsioonide efektiivsuse tõstmisele kasutades nii selektiivseid katalüsaatoreid, kaskaadreaktsioone kui ka "ühe-nõu" sünteese. Uudse meetodina uuritakse asümmeetrilisi halogeensideme doonorite poolt katalüüsitud reaktsioone. Leitud selektiivseid reaktsioone rakendatakse bioaktiivsete ühendite ja nende derivaatide sünteesil. Projekti tulemusena luuakse uued asümmeetrilised katalüütilised jätkusuutlikud meetodid molekulaarse keerukuse loomiseks. Juurdub rohelise keemia printsiipide kasutamine nii teaduses, doktorantide mõtteviisis ja uute doktorite kaudu Eesti keemiaettevõtluses.

Projekt kontsentreerub asümmeetrilise keemilise sünteesi problemaatikale – uute multifunktsionaalsete konformatsiooniliselt paindlike katalüsaatorite väljatöötamisele, mis võimaldavad muuta keemilist sünteesi keskkonnasõbralikumaks. Kasutakse katalüütilisi reaktsioone, mis kulgevad selektiivsemalt, andes sellega vähem mittesoovitud kõrvalprodukte. Katalüsaatorite eesmärgipärane disain, süntees ja nende rakendamine bioaktiivsete ühendite, sh ka rinnapiima oluliste komponentide – oligosahhariidide – süntees, on antud projekti põhilised väljundid.