image: A team from the the Universitat Jaume I (UJI) has developed an innovative robotic platform, powered by artificial intelligence, that promises to revolutionize the design of sustainable chemical processes. The system, named Reac-Discovery, makes it possible to optimize in just a few days what previously could take months or even years of work in a traditional laboratory, thanks to its high level of integration and automation. Chemistry and sustainability are advancing hand in hand. Reducing environmental impact while maintaining industrial productivity is one of the greatest challenges of our time. Clear examples include the use of carbon dioxide —one of the main greenhouse gases responsible for climate change— as a raw material to produce polymers, pharmaceuticals, or high-value materials. Turning a pollutant into a useful resource would help cut emissions and reduce dependence on fossil fuels. In this context, the Institute of Advanced Materials at the UJI has created Reac-Discovery, a semi-automated digital platform that integrates the design, 3D printing fabrication, and rapid evaluation of catalytic reactors. Thanks to machine learning algorithms and its self-optimization capabilities, the system can analyze and adjust multiple reaction parameters in real time, drastically reducing resource use while generating high-value scientific and industrial data. What once took months or years to achieve with traditional lab methods can now be done in just weeks. This is because, in conventional methods, experiments are designed, executed, and analyzed manually by humans, a time-consuming process that requires numerous repetitions, manual data recording, and individual interpretation of results.
Credit: INAM-UJI of Castelló
Un equipo de la Universitat Jaume I ha desarrollado una innovadora plataforma robótica, controlada por inteligencia artificial, que promete revolucionar el diseño de procesos químicos sostenibles. El sistema, bautizado como Reac-Discovery, permite optimizar en cuestión de días lo que hasta ahora podía requerir meses o incluso años de trabajo en un laboratorio tradicional, dado el alto grado de integración y automatización desarrollado.
La química y la sostenibilidad avanzan de la mano. Reducir el impacto ambiental y, al mismo tiempo, mantener la productividad industrial es uno de los grandes retos de nuestro tiempo. Ejemplos claros son el uso de dióxido de carbono —uno de los principales gases responsables del cambio climático— como materia prima para producir polímeros, medicamentos o materiales de alto valor añadido. Convertir un contaminante en recurso útil ayudaría a disminuir emisiones y a reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
En este contexto, el Instituto de Materiales Avanzados de la UJI ha creado Reac-Discovery, una plataforma digital y semiautomática que integra el diseño, la fabricación mediante impresión 3D y la evaluación rápida de reactores catalíticos. Gracias a los algoritmos de aprendizaje automático y a su capacidad de autooptimización, el sistema es capaz de analizar y ajustar en tiempo real múltiples parámetros de reacción, reduciendo drásticamente el uso de recursos y generando datos de gran valor científico e industrial.
Lo que antes tardaba meses o años en lograrse con métodos de laboratorio tradicionales, ahora se puede conseguir en solo semanas. Esto se debe a que, en los métodos convencionales, los experimentos son diseñados, ejecutados y analizados manualmente por seres humanos, un proceso que requiere mucho tiempo, numerosas repeticiones, registro manual de datos e interpretación individual de los resultados.
El funcionamiento de la plataforma se organiza en tres módulos conectados entre sí:
- Reac-Gen, que diseña digitalmente las estructuras de los reactores.
- Reac-Fab, que las fabrica en alta resolución con impresión 3D.
- Reac-Eval, un laboratorio autónomo que evalúa simultáneamente el rendimiento y la productividad de los reactores producidos en Reac-Fab y ajusta las condiciones de reacción mediante inteligencia artificial. Esto permite un aumento significativo en la productividad.
Las estructuras impresas en 3D presentan geometrías especiales: celdas abiertas con poros interconectados que superan notablemente a los reactores tradicionales. Esta característica las convierte en herramientas muy prometedoras para la industria química 5.0, que combina digitalización con sostenibilidad.
Los resultados más recientes de este desarrollo se han publicado en la prestigiosa revista Nature Communications, en un artículo titulado «Reac-Discovery: an artificial intelligence–driven platform for continuous-flow catalytic reactor discovery and optimization». Entre los casos de estudio presentados, destaca la hidrogenación de acetofenona, una reacción clave en la producción de fármacos y productos de química fina, y la transformación de CO2 en carbonatos cíclicos con aplicaciones como electrolitos o precursores de polímeros como policarbonatos.
Con este avance, la UJI se sitúa en la vanguardia internacional de la investigación en química sostenible, mostrando cómo la unión de inteligencia artificial, robótica e impresión 3D puede acelerar la transición hacia procesos más eficientes y respetuosos con el medio ambiente.
Journal
Nature Communications
Method of Research
Computational simulation/modeling
Subject of Research
Not applicable
Article Title
Reac-Discovery: an artificial intelligence–driven platform for continuous-flow catalytic reactor discovery and optimization
Article Publication Date
13-Oct-2025