Künstliche Intelligenz in der Chemie
Wie digitale Systeme Formulierungs- und Wirkstoffentwicklung verändern
Der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) hat längst auch die chemische Industrie erreicht. Von der (Wirkstoff-)Synthese über die Erstellung neuer Rezepturen bis zur Materialforschung unterstützt KI dabei, Entwicklungszeiten zu verkürzen, Ressourcen effizienter zu nutzen und innovative Produkte schneller marktreif zu machen. Gerade in Branchen wie der Kosmetik-, Klebstoff- oder Batterietechnologie eröffnen intelligente Systeme neue Möglichkeiten, Formulierungsprozesse zu automatisieren und experimentelle Arbeit im Labor deutlich zu reduzieren.
Ein herausragendes Beispiel für diese Entwicklung ist das kalifornische Unternehmen Albert Invent, das sich innerhalb kürzester Zeit zu einem Vorreiter für KI-gestützte Chemieplattformen entwickelt hat.
Albert Invent: Chemie-Innovation aus Kalifornien
Albert Invent wurde 2022 von vier Experten gegründet – darunter zwei Chemiker mit Henkel-Hintergrund, ein erfahrener Softwareentwickler sowie ein Spezialist für Produktdesign und Chemieplattform-Innovationen. Das Unternehmen konnte bereits in der Frühphase namhafte Finanzinvestoren gewinnen. Nur drei Jahre später wird Albert Invent von JPMorgan Chase mit 270 Millionen US-Dollar bewertet – mehr als doppelt so viel wie im Vorjahr. Anfang 2025 beschäftigte das Unternehmen bereits 120 Mitarbeiter, bis Jahresende sollen es über 200 sein.
Herzstück der technologischen Entwicklung ist die Plattform „Albert Breakthrough“ – ein cloudbasiertes System, das auf über 15 Millionen Molekülstrukturen trainiert wurde und speziell für die Anforderungen der chemischen Forschung und Entwicklung konzipiert ist.
Albert Breakthrough: Formulierungsentwicklung in Rekordzeit
Die Plattform Albert Breakthrough vereint mehrere Komponenten zu einem durchgängigen digitalen System. Dazu gehören:
- ein elektronisches Laborjournal (ELN),
- ein Labordatenmanagementsystem (LIMS)
- eine automatisierte Erstellung von Sicherheitsdatenblättern (SDS), die internationalen Standards wie GHS und REACH entsprechen und sich an unterschiedliche Länder anpassen lassen.
Eine besondere Stärke der Plattform ist die strukturformelbasierte Suche, mit der sich Moleküle, Mischungen und ähnliche Verbindungen schnell und präzise auffinden lassen. Die KI analysiert dabei vorhandene Rezepturen und experimentelle Daten und ermöglicht so eine Vorhersage von Produkteigenschaften, ohne dass dafür klassische Laborexperimente erforderlich sind.
Vor allem im Bereich der Kosmetikbranche zeigt sich das Potenzial dieser Technologie. Chemiker können innerhalb von Minuten neue Formulierungen für Haut- und Haarpflegeprodukte entwickeln. Die KI prognostiziert dabei relevante Eigenschaften wie Textur, Viskosität, Stabilität, Toxizität oder Umweltverhalten. Dadurch lassen sich Entwicklungszeiten von Wochen oder Monaten drastisch reduzieren.
Beispiele aus der Industrie
Zahlreiche internationale Unternehmen setzen bereits auf Albert Breakthrough. So nutzt etwa Henkel die Plattform für die Zusammenarbeit von über 2.800 Wissenschaftlern an 36 Standorten weltweit. Applied Molecules konnte mithilfe von Albert die Entwicklungszeit für neue Formulierungen von mehreren Monaten auf nur zwei Tage verkürzen.
Auch Nouryon, ein weltweit führender Hersteller von Spezialchemikalien, setzt auf die KI-Technologie und hat in Zusammenarbeit mit Albert Invent die Plattform BeautyCreations entwickelt. Dieses Tool reduziert Entwicklungszyklen für neue Kosmetikformulierungen von vier bis sechs Wochen auf wenige Minuten. Präsentiert wurde das System im April 2025 auf der in-cosmetics in Amsterdam.
Predictive Modelling und Inverse Design: Neue Wege der Rezepturentwicklung
Eine der spannendsten Funktionen von Albert Breakthrough ist das Predictive Modelling. Hierbei werden unternehmensinterne Daten mit der KI-Plattform kombiniert, um gezielt Eigenschaften wie Toxizität, Stabilität, Viskosität, Flammpunkt und Umweltverhalten vorherzusagen. Darüber hinaus lassen sich Struktur-Wirkungs-Beziehungen berechnen und die Leistungsfähigkeit von Rezepturen für bestimmte Anwendungen modellieren.
Ein weiteres zukunftsweisendes Werkzeug ist das sogenannte Inverse Design. Damit können Anwender Formulierungsziele in natürlicher Sprache eingeben – zum Beispiel: „Suche eine feuchtigkeitsspendende Gesichtscreme mit mattierender Wirkung“. Die KI durchsucht daraufhin die umfassende Datenbank an geprüften Formulierungen und schlägt passende Rezepturen vor. Die Modelle lernen dabei kontinuierlich aus neuen Labordaten und visualisieren über die KI relevante Molekülmerkmale, was die Forschung effizienter und flexibler macht.
Zukunftsperspektiven: Wo KI in der Chemie noch wirken wird
Die Möglichkeiten für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz in der chemischen Industrie sind längst nicht ausgeschöpft. Denkbare Entwicklungen für die nächsten Jahre sind unter anderem:
- Closed-Loop-Syntheseplanung in Verbindung mit externen Robotersystemen
- Quantitative Struktur-Aktivitäts-Beziehungen (QSAR) auf 3D-Molekülebene für pharmazeutische Anwendungen
- Automatisierte Konformitätsprüfungen und Label-Generierung
- KI-optimierte Elektrolyte für Batterien und Energiespeicher
- Coating-Formulierungen, die hinsichtlich VOC-Emissionen, Leistung und Nachhaltigkeit innerhalb weniger Tage optimiert werden können
Auf der Battery Show Europe in Stuttgart deutete Albert Invent bereits an, dass KI künftig auch bei der Entwicklung neuer Elektrolyte für Hochleistungsbatterien eine Rolle spielen könnte.
Ebenfalls spannend: Auf der Jahrestagung des Adhesive and Sealant Council (ASC) 2025 präsentierte Albert zusammen mit Henkel, wie das System Epoxy-Klebstoffe basierend auf Patent- und Literaturdaten analysiert. Bereits beim zweiten Versuch errechnete das Modell die Glastemperaturen (Tg) der getesteten Rezepturen mit einer Genauigkeit von 85 Prozent.
Fazit: KI verändert die Chemiebranche nachhaltig
Die Beispiele von Albert Invent zeigen deutlich, welches Potenzial Künstliche Intelligenz in der Chemie hat. Ob in der Kosmetik, Batterieforschung, Wirkstoffentwicklung oder Klebstofftechnik – KI-basierte Plattformen wie Albert Breakthrough beschleunigen die Innovationszyklen und ermöglichen eine deutlich effizientere Forschung und Entwicklung. Wer zukünftig wettbewerbsfähig bleiben will, wird an der Einbindung intelligenter Systeme in die F&E-Prozesse nicht vorbeikommen.
Dr. Ronald Hinz, Market Intelligence Senior Experte
Quellen:
- Albert Invent
- JPMorgan Chase
- Business Insider
- Wall Street Journal
- TechCrunch
- Nouryon
- Misc.
