| |
V. Химические науки и науки о материалах
|
44. Фундаментальные основы химии | природа химической связи, реакционная способность и механизмы реакции основных классов химических соединений;
проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований химического строения и реакционной способности веществ, которые позволят получить фундаментальные научные знания о химических превращениях и физико-химических свойствах веществ, создать новые химические процессы, и перспективные материалы, включая наноматериалы, для нужд энергетики, электроники, медицины, военной и специальной техники, рационального природопользования, транспорта, авиации, информационных, коммуникационных и космических систем;
разработка новых селективных методов синтеза химических соединений, веществ и материалов с практически полезными свойствами, установление фундаментальных закономерностей "структура-свойство", разработка новых физико-химических методов анализа;
строение твердых тел, жидкостей и газов различного уровня организации, обнаружение и изучение зависимостей "структура-свойство" в целях получения новых фундаментальных знаний о химической структуре и свойствах веществ;
получение фундаментальных научных знаний о структуре растворов и флюидов для прогнозирования свойств жидкофазных систем под влиянием факторов внешнего воздействия, в том числе в условиях высокого давления и низких температур;
развитие теоретических основ технологии сверхкритических флюидов для получения инновационных форм биоактивных соединений и фотокомпонентов;
в результате исследований будут разработаны оптически активные сенсоры и соединения с уникальной биодоступностью; |
| экспериментальные и теоретические исследования строения, реакционной способности и практически важных свойств металло-, бор-, фтор- и фосфорорганических соединений в целях получения фундаментальных научных знаний о природе химической связи и химических превращениях, которые будут использованы для разработки новых химических процессов и перспективных материалов;
создание и развитие методов расчета и моделирования структуры и свойств неупорядоченных систем и установление фундаментальных закономерностей взаимосвязи жидкого, кристаллического, аморфного и нанокристаллического состояний, в том числе построение фазовых диаграмм в координатах "давление - температура - состав";
получение новых данных об особенностях электронного строения и структуры висмут-лантан-стронциевых и иттрий-кальций-бариевых купратов в целях оптимизации составов этих оксидных систем для применения в качестве сверхпроводящих пленок и кабелей;
установление закономерностей изменения магнитных характеристик твердых растворов на основе оксидов переходных и редкоземельных металлов при варьировании внешних условий, выявление закономерностей структурных фазовых превращений в активированном (наноразмерном, механоактивированном) состоянии многокомпонентных оксидов
с ян-теллеровскими ионами;
создание модели структурных и динамических неоднородностей в жидкостях и стеклах, получение новых данных о строении растворов на атомарном уровне и изучение многоцентровых взаимодействий в молекулярных кластерах и наноструктурах и их макроскопические проявления;
методология синтеза новых органических, элементоорганических, неорганических и полимерных веществ, создание новых высокоэффективных каталитических систем;
проведение комплексных теоретических и экспериментальных исследований механизмов важнейших химических реакций и процессов, в том числе биохимических, а также молекулярных механизмов действия биологически активных соединений на биологические структуры, полимеризационные, каталитические и другие процессы;
разработка методов направленного синтеза замещенных полигалогенсодержащих органических, металлоорганических и элементоорганических, халькоген-азотных, халькоген-органических соединений и стабильных радикалов;
развитие представлений о роли внутримолекулярных неклассических взаимодействий в элементоорганических соединениях, исследование влияния гомосопряжения и трансаннулярного взаимодействия на оптические, люминесцентные, фоточувствительные, электропроводящие и другие свойства полимеров;
исследование способности к самоорганизации полимеров с разветвленной неплоской топологией жестких фрагментов в основной цепи, в том числе изучение проблемы существования жидкокристаллических полимеров, не содержащих мезогенов; |
| в области исследования механизма основных классов каталитических реакций и создания новых высокоэффективных каталитических систем будут: развиты спектральные и квантово-химические методы исследования каталитических систем, установлены электронная и геометрическая структура активных центров и интермедиатов модельных и практически важных металлокомплексных и гетерогенных катализаторов, элементарные реакции с участием этих центров и факторы, управляющие реакциями активации малых молекул на этих центрах;
изучены методами in-situ процессы формирования практически важных катализаторов и функциональных материалов и эволюции их состояния непосредственно в ходе химических превращений;
изучены закономерности термоударного механохимического и
СВЧ-инициированного синтеза предшественников катализаторов практически важных превращений углеводородов и гетероатомных соединений различных классов;
выявлены механизмы практически важных жидкофазных и газофазных каталитических реакций, включая процессы нефте- и газопереработки, конверсии углеводородного сырья, и разработаны новые каталитические системы для глубокой переработки углеводородного сырья в ценные химические продукты;
созданы фундаментальные основы методов активного управления селективностью окислительно-восстановительных, кислотно-основных и энантиоселективных каталитических превращений органических соединений;
развита методология тонкого органического синтеза с использованием суперкислотных, суперосновных и биомиметических каталитических систем, созданы каталитические системы для синтеза галогенсодержащих и иных элементоорганических соединений;
созданы новые каталитические системы и разработаны высокоэффективные катализаторы полимеризации олефинов, диенов и иных мономеров, позволяющие получать полимерные материалы с улучшенными или особыми физико-механическими свойствами, в том числе каучуки с гидрофильными звеньями, биоразлагаемые полимеры и полимеры с азотсодержащими гетероциклами и фторсодержащими фрагментами;
разработаны фундаментальные основы методов активного управления скоростью и направлением каталитических процессов путем использования мембран или воздействия на системы электромагнитным излучением светового и микроволнового диапазона, электрическими разрядами, механоактивацией и ионизирующей радиацией, и на этой основе будут разработаны новые мембранные, электро-, фото- и радиационно-
каталитические системы для различных сфер практического использования;
влияние физических факторов (давление, температура, тепло- и массоперенос, излучение и т.д.) на закономерности протекания химических реакций и физико-химические свойства веществ; |
| процессы горения и взрыва, металлургические и радио-химические процессы, радиационно-химические и фотохимические реакции, состояния вещества в экстремальных условиях;
синтез чувствительных к внешним воздействиям комплексных, кластерных и супрамолекулярных структур, а также создание на их основе нанореакторов и наноконтейнеров для низкомолекулярных веществ, новых веществ и материалов биомедицинского назначения;
изучение механизмов плазмохимических реакций;
развитие методов исследования и моделирования химических реакций в условиях низкотемпературной плазмы;
при исследовании горения гетерогенных систем будет создана теория автолокализации процессов многостадийного превращения, разработаны методы обеспечения стабильности плоского фронта при фильтрационном горении гетерогенных систем;
разработка методов подавления образования токсичных продуктов горения;
обоснование методов резкого повышения (не менее чем в 2 раза) КПД преобразования свободной энергии твердых топлив в электрическую энергию;
для предсказания поведения конструкционных материалов и рабочих тел энергетических устройств при экстремальных условиях эксплуатации будут экспериментально и теоретически исследованы теплофизические свойства, созданы реологические модели и методы математического моделирования поведения вещества при динамическом нагружении до давлений в несколько мегабар и температурах до ста тысяч градусов;
изучение химических и физико-химических превращений под действием лазера на свободных электронах в области 3-200 мкм, в том числе для разделения изотопов;
разработка новых высокоэффективных методов и процессов выделения, разделения и очистки актинидов и других радиоактивных элементов для нужд атомной промышленности;
изучение структурных и фазовых превращений наноструктурированных материалов, в том числе углеродных, в условиях электронно-лучевого и лазерного воздействия, изучение физико-химических аспектов СВС-синтеза в целях регулирования скоростей и направления процессов;
методами си будут изучены структурные превращения в условиях детонационных волн;
будет получена информация о параметрах радиационно-термического крекинга тяжелых нефтей;
разработка новых методов "сухого синтеза" органических, координационных, металл-органических соединений и сокристаллов, неорганических соединений, опирающихся на крио- нанотехнологии и использование микроволновой техники; |
| разработка физико-химических принципов получения сверхтвердых материалов на основе нитридов кремния и углерода методом взрывного синтеза для создания абразивного инструмента нового поколения;
разработка принципиально новых основ записи, обработки, хранения и передачи информации на атомно-молекулярном уровне;
разработка селективных методов синтеза химических веществ и материалов на основе макроциклических соединений с заданной молекулярной архитектурой и функциональными свойствами;
создание активных компонентов молекулярных сенсоров, органических и кремнийорганических "молекулярных антенн", обладающих высокой эффективностью поглощения и люминесценции в заданном спектральном диапазоне;
исследование процессов, лежащих в основе неразрушающих обратимых процессов в супрамолекулярных системах разных типов, вызываемых различными видами воздействия, которые могут быть использованы для записи, обработки, хранения и передачи информации на атомно-
молекулярном уровне;
новые методы физико-химических исследований и анализа веществ и материалов;
создание новых методов исследования строения и свойств органических, элементоорганических и полимерных соединений и структуры материалов, в том числе методов изучения микроструктуры и локальных свойств в объеме с микронным и субмикронным разрешением, разработка техники импульсной акустической микроскопии;
изучение факторов, управляющих реакциями обратимого связывания и активации малых молекул газообразных веществ комплексами переходных и непереходных металлов, откроет путь к разработке нового типа химических сенсоров;
исследование люминесценции в органических системах позволит разработать методы обнаружения и определения структуры антиоксидантов;
развитие теории межмолекулярных взаимодействий, молекулярной адсорбции, хроматографии и ионного обмена в жидких и газовых средах;
увеличение эффективности хроматографического и других методов анализа;
новое поколение аналитических приборов будет создано при использовании лазерной индуцированной ионизации органических и биоорганических соединений;
развитие многоэлементных способов определения химического состава нанообъектов, включая углеродные и оксидные;
будет сделан акцент на развитие масс-спектрометрического метода анализа в его современных вариантах, в том числе с использованием десорбции и ионизации при нормальных условиях;
будут разработаны методики изучения энантиомерного состава основных летучих компонентов экстрактов растительного и животного происхождения; |
| для создания новых методов анализа продуктов металлургического производства предполагается исследование люминесцентных свойств замещенных анилинов и гашения люминесценции ионами металлов;
разработка подходов к созданию единой унифицированной методики аттестации и сертификации высокодисперсных нанокристаллических материалов на основе комплексной диагностики их атомной структуры, габитуса частиц и наноструктуры, в том числе с использованием синхротронного излучения;
усовершенствование методики сканирующей проточной цитометрии для изучения частиц сложной формы и структуры
|
45. Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистых и наноматериалов | получение принципиально новых фундаментальных знаний о строении металлических, керамических, природных и синтетических полимерных наноструктур и композитов;
создание на их основе порошковых и массивных материалов и покрытий с заданными свойствами, в том числе перспективных (сверхупругих и сверхтвердых) углеродных наноматериалов с высокой износостойкостью и низким коэффициентом трения, и покрытий с заданными функциональными свойствами;
разработка физико-химических основ и высокоэффективных методов получения новых конструкционных металлических, керамических, полимерных и композиционных материалов, включая наноматериалы с рекордно высокими механическими свойствами (удельная прочность, износостойкость, твердость, пластичность), высокой жаростойкостью и жаропрочностью, высокой коррозионной стойкостью для машиностроения и авиации, превосходящие существующие аналоги;
создание материалов, в том числе азотсодержащих коррозионностойких сталей, обеспечивающих работу изделий в экстремальных условиях для авиационной и ракетно-космической (в том числе гиперзвуковой) техники, судостроительной промышленности, высокоскоростного транспорта, энергетики (в особенности ядерной и водородной);
создание коррозионно-стойких материалов и покрытий, обеспечивающих повышение антикоррозионной стойкости в 3-10 раз, новых сверхпрочных металлических материалов, обеспечивающих повышение надежности и долговечности устройств в 1,5-2 раза по сравнению со штатными;
установление закономерностей формирования их структуры, развитие теории и прикладных аспектов упрочнения и формоизменения конструкционных материалов;
разработка технологии керамических материалов из бескислородных тугоплавких соединений с рекордно высокими показателями свойств (температура плавления, упругость, трещиностойкость, твердость, устойчивость к окислению) для техники новых поколений; |
| установление закономерностей процессов окислительного конструирования конструкционных и функциональных керамических материалов, особенностей формирования микроструктуры и уникальных свойств таких материалов и создание технологий изготовления изделий из них;
создание металлических и керамических конструкционных материалов для ядерной энергетики;
разработка новых подходов, в том числе за счет использования редкоземельных элементов, для оценки устойчивости материалов при нейтронном облучении в различных условиях и новых методов их диагностики;
разработка методов синтеза нанокристаллических сверхтугоплавких соединений (оксидов, карбидов, нитридов, боридов), обладающих температурой плавления 2300-4000°С, а также карбида кремния, сложных карбидов в системе Ti-Si-C и композиционных материалов на их основе для использования в гиперзвуковых летательных аппаратах;
создание нового поколения высокотемпературных экологически безопасных химически- и коррозионно-стойких высокотехнологичных полимерных и композиционных материалов на основе природных и синтетических волокон, включая наноструктурированные, обладающие высокими механическими и специальными функциональными свойствами (электропроводящими, пьезоэлектрическими, фотохромными, сорбционными, мембранноразделительными) на основе гибко- и жесткоцепных полимеров различной природы;
разработка полимерных систем, обладающих нелинейными оптическими свойствами, проводимостью в тонких слоях на границе полимер-металл, фотоактивными свойствами;
развитие научных основ и процессов получения высокочистых (в том числе изотопно-чистых) простых веществ, их соединений и материалов на их основе с суммой примесей не выше (10 )-(10 ) процента для обеспечения в первую очередь волоконно-оптических систем, полупроводниковой техники и микроэлектроники;
создание высокоэффективных мембранных материалов: керамических
ионно-транспортных материалов, неорганических материалов на основе систем с контролируемой пористостью, мембран на основе органических и полимерных систем, в том числе для топливных элементов;
разработка эффективных нанокатализаторов химических превращений нового поколения, включающих как нанодиспергированные гетерогенные катализаторы с развитой поверхностью, так и гомогенные системы на основе наноразмерных молекулярных систем;
синтез перспективных хемосенсорных материалов на основе наноструктурированных полупроводниковых оксидов n- и р-типа с модифицированной поверхностью для создания высокоселективных и энергоэффективных систем анализа газовых сред с повышенной чувствительностью и стабильностью по сравнению с действующими аналогами;
разработка уникальных высокочувствительных сенсоров нанометровых размеров (пленки); |
| миниатюризация и интеграция сенсорных элементов различного назначения, в том числе высокочувствительных быстродействующих сенсоров для экспресс-анализа токсичных и биоактивных веществ в целях обеспечения экологической безопасности;
разработка фундаментальных принципов получения молекулярных магнетиков и мономолекулярных магнитов;
выявление магнитноструктурных корреляций, анализ роли электронных и упаковочных (межмолекулярных) факторов;
разработка перспективных полифункциональных материалов, обладающих синергизмом оптических, магнитных и электрических свойств, и функциональных устройств на их основе;
разработка биологически совместимых керамических и гибридных композиционных материалов нового поколения, в том числе на основе фосфатов кальция и полимеров с регулируемой кинетикой биологической деградации и высокими остеокондуктивными потенциями, предназначенных для регенеративных клеточных технологий в медицине;
разработка высокоэффективных биосенсоров на основе так называемых "умных" материалов с нелинейными магнитными, оптическими и электрическими параметрами, а также биоимплантатов с повышенной надежностью к отторжению;
разработка материалов для нового поколения транспортных упаковочных контейнеров, отработавших ядерных материалов, материалов для восстановительной сорбции благородных металлов, переработки жидких радиоактивных отходов, синтеза катализаторов, твердых электролитов, для ионно-плазменного нанесения резистивных слоев на изделия электронной техники;
развитие физико-химических основ технологии порошковой плазменной металлургии для производства нанопорошков, предназначенных для применения в качестве пигментов, катализаторов, модификаторов и для изготовления наноструктурированных сплавов, псевдосплавов, композитов, покрытий;
получение новых данных о природе ультрапрочного состояния низколегированных среднеуглеродистых конструкционных сталей мартенситного класса с карбидным упрочнением для высоконагруженного состояния при многократном, в том числе ударно-волновом воздействии;
разработка функциональных материалов с особыми физическими и химическими свойствами, в том числе углеродных материалов, высокотемпературных сверхпроводников, оптически-активных, аморфных и аморфно-кристаллических "интеллектуальных" материалов и метаматериалов, сплавов с памятью формы для эндоваскулярной хирургии, пленочных, градиентных, мембранных наноматериалов, на основе высокочистых веществ, необходимых для обеспечения материальной базы создания техники новых поколений;
разработка новых технологий получения материалов, основанных на принципах нанотехнологий, включая самоорганизацию и самосборку; |
| разработка новых сверхтвердых покрытий и методов их нанесения, включая лазерные, плазменные и ионно-ассистированные методы;
создание технологий высокоэффективных каталитических преобразователей на основе керамических покрытий с развитой поверхностью;
создание физико-химических основ получения композиционных полимерных наноматериалов на основе природных и синтетических волокон;
разработка методов создания функциональных материалов с использованием сверхкритических флюидов, ионных жидкостей и золь-гель процессов;
разработка методов синтеза новых высокоэффективных электролюминесцентных сополимеров на основе полифлуоренов для использования в низковольтовых источниках освещения;
разработка методов синтеза хромофор-содержащих полиимидов с высоким уровнем нелинейных оптических свойств второго порядка, сохраняющихся в условиях длительной эксплуатации при повышенных температурах, для использования в оптоэлектронных устройствах (оптические модуляторы, преобразователи частоты)
|
46. Физико-химические основы рационального природопользования и охраны окружающей среды на базе принципов "зеленой химии" и высокоэффективных каталитических систем, создание новых ресурсо- и энергосберегающих металлургических и химико-технологических процессов, включая углубленную переработку углеводородного и минерального сырья различных классов и техногенных отходов, а также новые технологии переработки облученного ядерного топлива и обращения с радиоактивными отходами | получение фундаментальных знаний о закономерностях протекания процессов переработки антропогенных отходов, конверсии тяжелых нефтяных остатков в светлые нефтепродукты, химической переработки твердых горючих ископаемых;
будут разработаны новые технологические методы глубокой (не менее 95 процентов) переработки нефти, природного и попутного нефтяного газов в ценные химические продукты, в том числе оксигенаты и топливный газ;
разработка и внедрение технологии обработки скважин на нефтяных и газовых месторождениях с помощью мягкого термогазодинамического воздействия на продуктивные слои;
разработка технологии получения нового поколения полимерных материалов, технологии повышения коррозионной стойкости материалов, в том числе бесхроматных технологий антикоррозионной защиты цветных и черных металлов ингибированными конверсионными покрытиями;
создание методов диагностики коррозионной защищенности сложных технических систем и средств их защиты в целях предупреждения чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера;
разработка адсорбционных методов разделения газовых и жидких смесей на нанопористых материалах в целях получения веществ высокой чистоты, методов расчета и конструирования реакционных узлов, широкого круга новых процессов, таких как получение синтез-газа в системах с циркулирующим оксидно-металлическим катализатором и нанопористыми адсорбентами, восстановительная дегидратация спиртов с получением изопарафинов - экологически безопасного компонента моторных топлив, глубокая конверсия тяжелых нефтяных остатков и биомассы на наноразмерных катализаторах и адсорбентах, экологически безопасный процесс алкилирования изопарафинов олефинами на твердых катализаторах, углекислотный риформинг метана;
изучение действия сверхмалых доз физических и химических факторов в целях создания радиопротекторов и лекарственных средств нового поколения;
разработка научных основ энергоресурсосберегающих механохимических технологий получения наноструктурных строительных материалов с уникальным комплексом функциональных и конструкционных свойств;
получение алкоксидных, амидных и боргидридных комплексов лантаноидов - эффективных катализаторов в синтезе биосовместимых и биодеградируемых полимеров на основе циклических эфиров для получения полимерных материалов биомедицинского применения; |
| разработка экологически безопасных, энергоэффективных и ресурсосберегающих методов каталитической переработки природного ископаемого сырья (руды, нефть, газ, уголь), обеспечивающих существенное повышение степени его использования, включая процессы комплексной переработки отходов горно-обогатительных производств;
разработка методов конверсии биомассы различных видов, парниковых газов, высоковязких нефтей, битумов, горючих сланцев и кислых гидронов в ценные продукты и сырье для нефтехимии;
получение исходных данных для разработки и проектирования инновационных технологий переработки отработанного ядерного топлива, методов утилизации радиоактивных отходов, их безопасного хранения и реабилитации территорий, загрязненных радионуклидами;
разработка методов выделения, разделения и очистки радиоактивных элементов;
разработка новых полимерных бипиридил- и фенантролин-содержащих лигандов для высокоэффективной экстракции редкоземельных металлов и радионуклидов;
разработка нового метода химического выделения целевых микроэлементов и радионуклидов из водных растворов с применением природных и синтетических производных гуминовых кислот в качестве средства дезактивации природных объектов;
проведение фундаментальных и прикладных исследований для создания комплексной экологически безопасной переработки природного, техногенного сырья и горнопромышленных отходов, содержащих редкие, благородные и цветные металлы;
разработка фундаментальных основ технологии извлечения редкоземельных металлов из комплексных лопаритовых, перовскитовых, эвдиалитовых, железомарганцевых руд и концентратов с получением индивидуальных металлов и лигатур, создание на их основе материалов с новым комплексом свойств; |
| новые методы регулирования качества природных вод;
разработка механохимических технологий получения наноструктурных строительных материалов с уникальным комплексом функциональных и конструкционных свойств;
конструирование и лабораторные испытания установок для окислительной конверсии природного газа;
проектирование укрупненных, полупромышленных риформеров для широкого круга новых химических мембранно-каталитических процессов;
создание технологий комплексной переработки железорудных месторождений и техногенных образований в целях расширения сырьевой базы черной металлургии Урала, в частности, создание пиро- и гидрохимических технологий получения из металлургических шлаков марганца высокой чистоты, концентрата диоксида титана, разработка дуплекс-процесса производства бездефектной лигатуры Аl - Zr - Mo - Sn и плазмохимического способа азотирования сплавов ванадий-алюминий;
особое внимание будет уделено разработке технологии получения полукоксованных углей в качестве эффективных восстановителей в электротермических производствах черных и цветных металлов;
мониторинг пространственно-временной изменчивости дисперсного и химического состава атмосферных аэрозолей, оценка их влияния на миграцию веществ, элементов в биогеохимических циклах для выяснения их воздействия на атмосферные процессы, здоровье людей и животный мир;
будут выполнены исследования гидрохимического состава и механизма накопления и использования ценных микрокомпонентов;
новые фундаментальные знания о путях развития биосферы и техносферы и об их коэволюции;
разработка методов, приборов, аппаратуры и материалов для быстрого контроля и реагирования в связи с возможными авариями и террористическими актами на потенциально опасных химических объектах, создание новых методов экологического мониторинга токсичных веществ в окружающей среде;
разработка новых высокоэффективных методов предотвращения и тушения лесных и степных пожаров
|
47. Химические проблемы получения и преобразования энергии, фундаментальные исследования в области использования альтернативных и возобновляемых источников энергии | получение фундаментальных данных о реакционной способности молекул алканов, алканолов и природных углеводородов в условиях каталитических и биокаталитических превращений, лежащих в основе производства химических продуктов для топливно-энергетического комплекса;
разработка фундаментальных основ энергоэффективной переработки в моторное топливо торфа, древесины, иных органических полимеров природного происхождения, липидных микроводорослей, горючих сланцев и кислых гудронов;
создание теории стабильности полиазоткислородных систем и развитие новых методов создания высокоэнергетических веществ;
разработка высокоэффективной технологии электронно-лучевой и СВЧ конверсии нефтяных попутных газов, биомассы и отходов в жидкое высококачественное топливо и другие полезные продукты и материалы;
создание научных основ и технологического оформления процессов предварительной газификации, конверсии, пиролиза твердых ископаемых и возобновляемых горючих ресурсов с получением жидких и газообразных топлив и суммарным повышением эффективности в 2 раза по сравнению с паровым циклом;
разработка научных основ получения перспективных типов энергоносителей (биоэтанол, биогаз, биобутанол, биодизель) из возобновляемого растительного сырья различного происхождения;
разработка высокоэффективных гетерогенных катализаторов получения биодизельного топлива; |
| разработка методов получения высококачественных моторных топлив, водорода и энергии из природного и попутного нефтяного газа, тяжелых нефтей, биосырья с использованием мембранных систем;
создание новых агентов, повышающих октановое число бензинов;
разработка реакторов для высокоскоростного термоокисления и термокрекинга природных битумов, создание мембранных и фотобиореакторов для получения водорода и углеводородных топлив из органических отходов;
выявление наиболее перспективных для аккумулирования водорода интерметаллических соединений, разработка водородаккумулирующих процессов в адсорбционных средах, разработка многокомпонентных сплавов, металлических и металл-углеродных композитов;
разработка эффективных водородных и спиртовых топливных элементов, включая дизайн нового поколения устойчивых мембран и со-катализаторов;
разработка протон-проводящих электролитов для топливных элементов;
создание нового поколения низкотемпературных, экологически чистых топливных элементов с КПД не менее 50 процентов и массогабаритными характеристиками не хуже 1 кг/кВт для транспортных средств, в том числе авиации, энерго- и теплоснабжения "умных домов" и резервного питания;
создание нового класса твердых протонных электролитов и электродных материалов с контролируемой наноструктурой на основе мезопористых матриц для среднетемпературньгх электрохимических устройств, твердотельных электрохимических систем и устройств для хранения энергии - литиевых батарей и суперконденсаторов с использованием углеродных материалов; |
| разработка наноструктурированных бесплатиновых анодных и катодных катализаторов для топливных элементов, обладающих более высокими технико-эксплуатационными характеристиками и более низкой стоимостью по сравнению с имеющимися в мире аналогами;
разработка физико-химических основ создания сложнооксидных материалов (структуры пирохлора, слоистого перовскита, ильменита) с регулируемой смешанной электронно-ионной проводимостью для высокотемпературных химических источников тока;
разработка перспективных электролитов на керамической основе для высокоэффективных источников тока, создание и исследование новых окислителей, пластификаторов;
разработка новых материалов для электродов литиевых аккумуляторов, многократно повышающих ресурс, емкость, число циклов "жизни";
фундаментальные исследования процессов прямой конверсии солнечного излучения в электричество, разработка технологии искусственного фотосинтеза на основе мезоструктурированных неорганических материалов;
разработка на основе органических и полупроводниковых неорганических материалов нового поколения эффективных солнечных батарей с КПД от 10 и более процентов, светодиодов, полевых транзисторов, в том числе биосовместимых;
разработка методов синтеза новых высокоэффективных электролюминесцентных сополимеров для использования в низковольтовых источниках освещения;
разработка методов синтеза хромофор-содержащих полиимидов с высоким уровнем нелинейных оптических свойств второго порядка, сохраняющихся в условиях длительной эксплуатации при повышенных температурах, для использования в оптоэлектронных устройствах;
создание взрывомагнитных генераторов для преобразования химической энергии вещества в электромагнитное излучение при мощности изделия не ниже 100 ГВт на 1 кг взрывчатого вещества для применения в изделиях различного назначения;
разработка новых каталитических систем для получения тепловой энергии из местных низкокачественных видов горючего сырья;
разработка физико-химических основ процессов окислительной конверсии природного газа в интегрированных мембранно-каталитических процессах кислородной сепарации и окисления
|
48. Фундаментальные физико-химические исследования механизмов физиологических процессов и создание на их основе фармакологических веществ и лекарственных форм для лечения и профилактики социально значимых заболеваний | создание инновационных лекарственных средств для лечения и профилактики социально значимых заболеваний, в том числе для лечения онкологических, сердечно-сосудистых, нейродегенеративных, вирусных, инфекционных и ряда других заболеваний, а также анти-наркотических и антиВИЧ препаратов;
развитие методов компьютерного молекулярного дизайна, включая методы квантовой химии и молекулярной динамики, для предсказания структуры и свойств новых биологически активных веществ;
исследование структуры и функций биомолекул, связанных с развитием заболеваний человека;
создание обобщенных количественных представлений о взаимодействии "лекарственная молекула - биомишень", создание молекулярных моделей биомишеней для "докинга" потенциальных лекарственных веществ;
развитие методов медицинской химии для обеспечения направленной модификации биологически активных веществ в целях создания перспективных лекарственных кандидатов, действующих на патогенез заболеваний;
совершенствование методов синтеза стереоселективных фармпрепаратов;
разработка теории и практики создания нового поколения мультимодальных препаратов, действующих одновременно на несколько значимых фармакологических мишеней;
создание эффективных подходов к каталитическому, механохимическому и криохимическому синтезу новых фармакофоров и прекурсоров лекарственных средств, в том числе углеродных наноматериалов для онкологии, кардиологии и травматологии;
формирование фокусированных библиотек синтетических и природных биологически активных соединений;
проведение скрининговых исследований на основе валидированных моделей различных патологий, а также клеточных, субклеточных модельных систем в целях отбора перспективных препаратов, действующих на патогенез заболеваний; |
| обеспечение доклинических испытаний в соответствии с установленными стандартами GLP вновь синтезированных оригинальных соединений и веществ природного происхождения;
разработка новых оригинальных систем направленной доставки лекарственных препаратов к мишени, обеспечивающих высокую эффективность и безопасность фармпрепаратов с использованием природных комплексообразующих соединений, а также оригинальных полимерных носителей и наночастиц;
повышение эффективности действия химиотерапевтических агентов, радиоактивных изотопов и суицидных генов в результате их направленного транспорта к злокачественным клеткам с помощью природных и эндогенных белков, синтетических водорастворимых полимеров и липофильных катионов;
создание полимерных систем целевого транспорта лекарственных препаратов для лучевой терапии онкологических заболеваний;
разработка методов синтеза регулярно привитых водорастворимых полимеров для использования в качестве наноконтейнеров в биомедицинских приложениях;
синтез новых биомиметических полимеров в целях моделирования биологических процессов, протекающих в живых клетках;
создание новых биосовместимых полимерных материалов для тканевой инженерии и восстановительной хирургии;
синтез композитных функциональных материалов; |
| разработка высокоспецифических гемо- и энтеросорбентов для удаления токсичных метаболитов из организма пациентов;
создание принципиально новых методов диагностики заболеваний по идентификации биологических маркеров, связанных с патогенезом заболеваний;
создание библиотек тканеспецифических препаратов ДНК для диагностики генетических патологий;
химическое конструирование молекулярных сенсоров и индикаторов для диагностики социально значимых заболеваний человека;
разработка общей системы постгеномного анализа индивидуальных особенностей строения биомакромолекул человека и создание основ фармакогеномики и индивидуальной медицины |