Chemischer Routenplaner

Forscher in den USA haben ein Programm entwickelt, mit der sich schnellere und billigere Herstellungsverfahren für Chemikalien aufspüren lassen. Mit der Gefahr, dass die Software auch von Terroristen missbraucht werden könnte, gehen sie dabei offensiv um.

Fast täglich befragen wir das Internet, wie wir per Zug am schnellsten von A nach B kommen. Auch Chemiker treiben Routen-Fragen um, nur sehen diese etwas anders aus: Auf welche Weise lässt sich Chemikalie X aus ihren Bausteinen am besten herstellen? Dabei haben sie ebenso Zusatzbedingungen, wie wir bei der Streckensuche etwa eingeben, dass wir nur mit Nahverkehrszügen fahren wollen. In der Chemie sieht das dann etwa so aus: Gesucht wird einen besonders schnelle (weniger Reaktionsschritte erfordernde) oder günstige Methode, um Chemikalie X herzustellen.

Jetzt haben Forscher von der Northwestern University eine Art chemischen Routenplaner entwickelt, der solche Zusatzbedingungen berücksichtigen kann, schreibt das Wissenschaftsmagazin New Scientist. Die Wissenschaftler um Bartosz Grzybowski erstellten in mühevoller Kleinarbeit eine chemische Landkarte namens Chematica mit sieben Millionen Chemikalien und den bisher bekannten Reaktionen zwischen ihnen. Ihr Ziel: mit Hilfe von Algorithmen diese Datenbank durchsuchen und neue Herstellungsmethoden für Chemikalien aber auch Medikamente zu finden. Dafür programmierten sie Chematica satte 86.000 Zusatzbedingungen ein. Zum Beispiel: Lösungsmittel A und B sollten besser nicht zusammenkommen, weil deren Reaktion nicht erwünscht ist.

Bisher hat das Programm, das bereits auf dem Markt ist und etwa von Pharma-Unternehmen nachgefragt wird, mehr als eine Million sogenannte „one-pot reactions“ aufgezeigt: Bei diesen müssen salopp gesagt nur bestimmte Ausgangsmaterialien zusammengekippt werden, und das gewünschte Produkt entsteht ohne aufwendige Zwischenschritte in einem Aufwasch. Solche Reaktionen sind begehrt, denn Grzybowski zufolge bestehen 80 Prozent der Arbeiten in der Chemie-Industrie darin, Zielprodukte von solchen unerwünschten Substanzen zu säubern.

Allerdings birgt die Software auch die Gefahr des Missbrauchs, wie Grzybowski ebenfalls demonstriert hat: Er fand laut New Scientist mit Chematica neun handelsübliche Alltagschemikalien, aus denen sich mit genügend krimineller Energie das tödliche Giftgas VX herstellen ließe. Das Problem packt Grzybowski offensiv an und arbeitet bereits mit staatlichen US-Behörden zusammen, die die Software zum rechtzeitigen Aufspüren solcher Möglichkeiten nutzen wollen. Auf diese Weise ließe sich etwa feststellen, welche Chemikalien-Kombinationen bei Großbestellungen Alarm auslösen sollten.

Auch andere Wissenschaftler wie Lee Cronin von der University of Glasgow argumentieren, dass Geheimhaltung in diesem Fall keine gute Lösung wäre. Recht hat er. Genau wie im Fall der umstrittenen Veröffentlichung über die hochansteckende Vogelgrippe-Variante aus dem Labor ist es besser, das notwendige Wissen zu haben, um für den Notfall mit Gegenmaßnahmen gerüstet zu sein. Kriminelle haben auch andere Wege, sich chemische Waffen auszudenken. (vsz)