Заявка

УТВЕРЖДЕНА
приказом Федерального агентства
по науке и инновациям
от "_31_"__января____ 2008 г. № _14_
Заявка
на формирование на 2008 год тематики и объемов финансирования работ
по программному мероприятию 5.2 в рамках ФЦП «Исследования и
разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнологического комплекса России
на 2007-2012 годы»
Часть 1. Пояснительная записка
Блок ФЦП: «Инфраструктура инновационной системы»
Приоритетное направление: Индустрия наносистем и материалы, живые
системы____________________________________________________________
Программное мероприятие: 5.2
Критическая технология: _Нанотехнологии и наноматериалы, технологии
биоинженерии._______________________________________________________
Тема проекта: Развитие центра коллективного пользования «Нано-БиоИнжиниринг» для обеспечения научным оборудованием комплексных
исследований в области материалов и живых систем на наноуровне
Цель проекта: Создать центр коллективного пользования оборудованием
для проведения фундаментальных и поисковых научно-исследовательских
работ по созданию новейших методов и методик в конвергентной области
развития нано-био-инжиниринга
Данные об инициаторе предложения
Полное наименование организации (в соответствии с учредительными
документами) Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования Алтайский государственный университет
Юридический адрес 656049, г. Барнаул, проспект Ленина, 61 _______
Организационно-правовая форма _81____________________(ОКОПФ)
Форма собственности__12________________________________(ОКФС)
ИНН
2225004738____________________
2
Телефон / факс 8(3852)667584 / (3852)667626______________________
E-mail rector@asu.ru__________________________________________
Контактное лицо Безносюк С.А., доктор физ.-мат. наук, профессор
3
1. Почему необходимо заказывать выполнение данного проекта
1.1. Актуальность проекта
В настоящее время начался новый революционный этап конвергентного
развития методов нано- и био-инжиниринга на базе общих для них законов и
закономерностей корпоративной фемтосекундной динамики неравновесных
наносистем. Проект направлен на решение актуальных задач нового этапа
конвергентного развития нано- и биотехнологий на основе фундаментальных
знаний в смежных областях физики, химии, биомиметики наносистем, создания
принципиально новых подходов к разработке наноустройств и адаптивных
функциональных материалов следующего поколения.
В месте с тем, уже имеющиеся методы и методики, развитые на основе
современного инструментария для исследования и манипулирования с нано- и
био-системами (сканирующей зондовой и электронной микроскопии, лазерной
спектроскопии и тп.), позволяют проводить фундаментальные и поисковые
работы в смежных областях физики, химии и биологии. Таковыми в данном
проекте являются четыре тематики, показанные на структурной диаграмме:
1.2. Описание решаемых проблем,
предлагаемых подходов к её решению
поставленной
задачи
и
Современные методы нанотехнологий материалов и биоинженерии - это
плановые этапные достижения, являющиеся продолжением успехов физики,
химии и биологии 70-х – 90-х годов, например, в гомогенно-гетерогенном
катализе, создании сверх-дисперсных материалов, генной инженерии и т.п. При
4
этом вектор развития нанотехнологий первого поколения был задан просто как
нанометровая минитюризации известных объектов: молекулы – "укрупняем",
зёрна – "измельчаем", нанопорошки - "применяем". Всё это достигалось в
результате доработок известного с прошлого века зондового и лазерноспектроскопического инструментария, ростом компьютерных мощностей при
использовании вычислительных программ стандартных методов квантовой
теории молекул и твёрдых тел.
В последние два-три года в ведущих научно-исследовательских центрах
США, Японии, Кореи, Франции, Германии, Англии Китая и других развитых
стран пройден рубеж освоения технологий минитюаризации – этой начальной
нанотехнологической парадигмы. Сейчас уже достигнут предел технического
совершенствования известных приборов сканирующей зондовой и электронной
микроскопии, лазерной спектроскопии, предназначенных для прецизионных
измерений и монтажных работ путём пикосекундного (10-12 с) или, иначе
говоря, терагерцевого (1012 Гц) манипулирования с отдельными атомами и
молекулами. Производство оборудования поставлено на поток. Сейчас почти в
каждой лаборатории нанотехнологий и биоинженерии США, Японии, Кореи,
стран ЕС, Китая, Австралии внедрены в научные исследования комплексные
нанофабы, которые позволяют провести в реальном режиме времени «in situ»
контролируемое манипулирование с отдельными молекулами и атомами,
закреплёнными на подложках.
Анализируя итоги поездок на научные конференции за последние два
года, можно сделать однозначный вывод: за рубежом завершается развитие
нанотехнологий первого поколения. Успешно заканчивается четверть века
использования ресурсов подходов и методов, развитых в механике и физике
твёрдого тела, микроэлектронике, катализе, квантовой химии, и в других
ведущих научных направлениях, определивших в целом технологический
прогресс в конце прошлого века. Например, были созданы гетеропереходы на
базе одной молекуле с последующей целью создания био-функциональных
наноустройств.
В настоящее время следует ожидать выхода ведущих лабораторий мира
на задачи следующего уровня сложности, такие как управляемая in situ сборка
функциональных наносистем и биосистем, контроль их самоорганизованного
функционирования в среде в реальном режиме времени. На этом новом этапе
развития нанотехнологий второго поколения должны востребоваться
специфические механизмы и закономерности, собственно, наноуровня живых
организмов и материалов. Их невозможно будет уже свести к классическим и
квантовым законам «два в одном», как это было на предыдущем этапе, в ходе
приближения к наноструктурному уровню инструментарием «сверху» от
классического макромира и «снизу» от квантового микромира. Это - путь к
сверхтехнологиям в области вооружений, обеспечения выживания людей в
неблагоприятных, агрессивных условиях и освоения ими недоступных сред
обитания Земли и других планет. Для этого в ближайшие годы придется
совершить революционный шаг к нанотехнологиям второго поколения, в корне
изменяющим научную парадигму предыдущего поколения, когда процессы
5
измерения, контроля и управления надо будет передать на сам наноуровень, как
это реализовано в живых системах. По-видимому, обнаружатся механизмы,
ведущие к реализации жизни на иной элементной базе и в других нишам
существования.
В настоящее время в ведущих исследовательских группах мира пока нет
сложившегося мнения о специфике предстоящего этапа развития нанонаук и
технологий во втором поколении. Сильна ещё инерция парадигмы, бывшей
успешной на первом этапе развития. В ней результативность способов решения
задач стандартными методами объясняется тем, что наноуровень - это лишь
пограничная область, процессы в которой можно описать «эклектично» на
основе механизмов и закономерностей микроуровня (квантовые законы атомов,
молекул, комплексов и т.п.) и макроуровня (классические законы фаз, зёрен,
фазовых границ, точечных и линейных дефектов и т.п.). Такой подход тормозит
переход к следующему этапу развития нанотехнологий, новому поколению
наноинструментов и оборудования. Он существенно снижает эффективность и
результативность поиска систематизированной основы для поиска принципов –
как сделать шаг к самоорганизации контроля и управления наносистемами с
самого наноуровня. В рамках господствующей упрощённой двухуровневой
«макро-микро» научной парадигмы нет концептуальных резервов для описания
механизмов процессов адаптации и интеллекта, наподобие наносистем в живом
организме. Более того, нет, в принципе, и идей о том, как превзойти или
дополнить по этим показателям органическую жизнь. На наш взгляд, всё это
можно преодолеть, если стать на новую точку зрения, заключающуюся в
следующем. Закономерности случайных процессов микромира и макромира
являются лишь двумя упрощенными предельными случаями (асимптотиками)
алгоритмических закономерностей корпоративных динамических процессов на
общем для них уровне наномира.
Корпоративность протекания трехуровневых процессов в биосистемах
обеспечивается существованием алгоритмических процессов в наномире. Эта
концепция, на наш взгляд, является главной для понимания сложности и
важности организации «обратного» управления со стороны упрощенных и
случайных уровней микро- и макро-миров их собственной эволюционной
доминантой – процессами наноуровня. Предлагаемый нами проект исходит из
новой научной парадигмы доминирования наноуровня, как фундаментального
уровня построения и функциональных свойств биосистем и наноматериалов.
Она обоснована в единой полевой концепции конденсированных состояний,
развиваемой, в том числе и нашей научной группой, с 80-х годов. В этой части
проекта у коллектива имеется задел в разработке метода квантово-полевой
химии конденсированного состояния (Int. J. Quant. Chem. (1984, 1990, 1990), J.
Mol. Struct. (1991), ДАН СССР (1985, 1985, 1987), ЖСХ (1983), Изв. вузов.
Физика (1980)) и приложений, совместно с методами термополевой динамики
материалов (авторы Х. Умэдзава, Х. Мацумото, М. Татики (1985)), к
исследованию строения и эволюции наночастиц и наноструктур материалов
(Изв. вузов. Физика(1994, 1996, 2000, 2001, 2006), Carbon (1998), Computational
Materials Science (1999), Material Science & Engineering C (2002, 2002, 2007,
6
2007, 2007). В систематизированном виде новая парадигма изложена авторами
проекта в двух российских изданиях учебника для университетов с грифом
СибРУМЦ «Многоуровневое строение, физико-химические и информационные
свойства вещества» (Томск, 2005 г., 2006 г.). По этой тематике проекта, были
защищены с начала 90-х годов одна докторская и четыре кандидатских
диссертации, опубликовано свыше 100 статей в международных, центральных
российских журналах, трудах международных и российских конференций.
Проект нацелен на решение конкретных научно-поисковых и инновационных
задач в четырёх смежных областях нано-био-инжиниринга:
 Фрактальных наноустройств.
 Объёмных наноматериалов.
 Селекции растений.
 Переработки растений.
Сравнивая ожидаемые результаты проекта с зарубежными аналогами,
можно утверждать, что они определяют передний край развития следующего
этапа высокой нанотехнологии. На наш взгляд, за рубежом имеется пока
концептуальное отставание сложности задач от предлагаемого нами проекта. К
настоящему моменту известны разрозненные примеры управления в реальном
времени процессами выращивания фуллеренов, нанотубов углерода, квантовых
точек. Также имеется экспериментальный материал по управлению процессами
самоорганизации супрамолекулярных систем органических макромолекул на
основе принципов типа «ключ-замок», «свой-чужой». и тп.
Осознание важной роли управления нанопроцессами in situ с собственно
наноуровня происходит очень быстро. В экспериментальную нанотехнологию
идут огромные вложения в прошедших этап макро- микро-инструментального
развития нанотехнологий странах. Эффективность вложений в нанотехнологии
второго поколения проявится в области применения графеновых материалов,
функциональных магнитных наночастиц переходных металлов группы железа,
играющих важную роль в каталитическом синтезе наноуглерода, в области
полиаморфных фазовых превращений льда, в области создания контактов с
нанометровой толщиной интерфейса для функциональной наноэлектроники, в
области разработки элементной базы корпоративных кибернетических нанобио-систем. Одну из точек роста нанотехнологий второго поколения и их
приложения в области нано- и био-индустрии должен создать данный проект.
В настоящее время фундаментальные подходы к проблеме управления
наноструктурными процессами непосредственно с самого наноуровня лишь
намечаются, так как оно является этапом, следующим за успешным решением
принципиально важной задачи описания механизмов и закономерностей
фемтосекундной (10-15 с) эволюции наносистем. Данный проект имеет высокую
степень новизны по сравнению с известными планами ведущих научных
центров в этом направлении.
В 90-х годах в рамках квантово-полевых концепций конденсированного
состояния были предсказаны полевые эффекты фемтосекудной дискретизации
эволюции вещества. Они связаны с наличием в плазменных системах кроме
элементарных квантовых частиц (ядер и электронов) ещё и временно-живущих
7
составных дискретно-полевых плазмидов – мультистабильных трансформеров
(МТ). Характерные размеры плазмидов попадают в область от десятых долей
до десятков нанометров. Они определяют специфические необычные физикохимические и информационные свойства открытых неравновесных наносистем
вещества. В том числе и объектов биохимической природы в живых системах.
Эволюция МТ-систем имеет три типа дискретных во времени актов обмена
энергией: эмиссии, диссипации и реакции МТ-плазмидов. Характерные кванты
времени лежат ниже границы длительности элементарных химических реакций
атомов, занимая интервал от десятых долей до десятков фемтосекунд. Мультикинетика нанопроцессов имеет сложный дискретно-алгоритмический характер
цепочки дискретных актов фемтосекундных эмиссий, диссипаций, реакций МТплазмидов и пикосекундных химических реакций. Исследование механизмов и
закономерностей дискретно-алгоритмической кинетики квантовых процессов
обмена энергией, энтропией и информацией в МТ-плазмидных наносистемах –
это одна из основных фундаментальной проблем высоких нанотехнологий.
Решение её даст ключи к разработке устройств с кибернетической адаптацией к
сверхскоростным изменениям условий их эксплуатации.
1.3. Краткая характеристика работы
В проекте нами предполагается детально исследовать фундаментальные
вопросы дискретно-алгоритмической эволюции наносистем. Проект нацелен на
решение ряда поисковых и инновационных задач нано-био-инжиниринга,
включающие, согласно вышеприведённой диаграмме, следующие позиции:
1. Исследование подходов к разработке нового поколения наноустройств,
предназначенных для практической реализации фемтосекундных измерений,
контроля и управления наносистемными процессами в нано-био-инжиниринге.
2. Разработка фрактальных нанодендритных катализаторов, защитных
покрытий, аккумуляторов водорода и малых органических молекул на основе
нанотубулярного углерода, полиамофных и клатратных фаз льда, нанослоевых
интерфейсов металл-полупроводник.
3. Исследование закономерностей роста и консолидации в объёмный
наноматериал детонационного наноалмаза в режиме самораспространяющегося
высокотемпературного синтеза (СВС) методами электронной микроскопии
высокого разрешения, рентгеноструктурных и рентгенофазовых методик,
методик микроанализа элементного состава.
4. Исследование каталитических свойств синтезируемых в режиме СВС
интерметаллических соединений системы никель-алюминий, а также систем с
лантаноидами и др. металлами на рост и консолидацию детонационного
наноалмаза с привлечением электронной микроскопии высокого разрешения,
рентгеноструктурных и рентгенофазовых методик, методик микроанализа
элементного состава.
5. Исследование процессов модификации поверхности наночастиц алмаза
и получения контролируемых поверхностных свойств наночастиц для
обеспечения условий их роста и консолидации в поликристаллический агрегат
8
с
привлечением электронной микроскопии
высокого
разрешения,
рентгеноструктурных и рентгенофазовых методик, методик микроанализа
элементного состава.
6. Использование достижений нанотехнологий в селекции растений и при
изучении биологических объектов на супрамолекулярном уровне.
7. Разработка основ технологических процессов и анализа продуктов
озонирования, карбоксиметилирования, нитрования, фосфорилирования,
кавитационной обработки древесины и ее отходов.
8. Создание технологий ресурсосберегающего экологически безопасного
производства и переработки сельскохозяйственного сырья и отходов питания.
В целях развития материально-технической базы центра коллективного
пользования и для решения поставленных экспериментальных задач
необходимо обеспечить ЦКП следующим оборудованием:
1. Электронный просвечивающий микроскоп типа Philips CM 30 с
электронной записью изображения.
2. Сканирующий зондовый микроскоп Solver Pro-M
3. Электронный сканирующий микроскоп с приставкой для микроанализа
типа Philips SEM 515.
4. Рентгеновский дифрактометр типа ДРОН – 6 или Shimadzu XRD 6000.
5. Многофункциональный настольный рентгеновский дифрактометр типа
XMD300.
6. Оптический микроскоп с компьютерной реконструкцией изображения
Olimpus GX-71.
7. Анализатор жидкости «ФЛЮОРАТ®-02-2М» - 500 тыс. руб.
8. Спектрометр атомно-абсорбционный «МГА-915» - 1 млн. руб.
9. Анализатор ртути «РА-915+» в комплекте с приставкой «РП-91» - 450 тыс.
руб.
10. Весы лабораторные аналитические Вл – 210 (до 0,0001) – 60 тыс. руб.
11. Секвенатор ABI Prism 3130 – 3,6 млн. руб.
12. Синтезатор олигонуклеотидов отечественный 650 тыс. руб.
13. Спектрофотометр Genesys 2 – 360 тыс. руб.
14. Спектрометр рентгенофлуоресцентного анализа, СПЕКТРОСКАН
МАКС-G - 503250 руб.
15. Центрифуга KR 25i (ThermoJouan) напольная, до 22500 об/мин (63400 g),
с охлаждением 25 578,00 – 918 тыс. руб.
Центр коллективного пользования научным оборудованием обеспечивает
научно-методическое и приборное обеспечение научно-исследовательских,
опытно-конструкторских и технологических работ, проводимых в интересах
сторонних организаций:
1. ГОУ ВПО Алтайский государственный технический университет.
2. Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН.
3. Федеральный научно-производственный центр «Алтай».
4. Институт Водных и экологических проблем СО РАН.
9
1.4. Характеристика ожидаемого народно-хозяйственного результата
Итогом разработки данного инновационного направления станет
существенное повышение уровня научных исследований, проводимых по
приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в
Российской Федерации «Индустрия наносистем и материалы», «Живые
системы» в разделах:
1. Сверхскоростные нанотехнологии самосборки, самоорганизации и
саморепарации конструктивных элементов наноидустрии и живых систем.
2. Интеллектуальные наноматериалы и кибернетические наноустройства
(нанороботы, квантовые компьютеры), биомиметика.
3. Химические и электрохимические технологии создания электронной
компонентной базы с высокой адаптивной резистивностью к внешним
механическим, тепловым и электрохимическим воздействиям среды.
4. Принципиально новые нанотехнологии создания аккумуляторов
водорода с высокой емкостью и обратимостью по водороду, а также высокой
адаптивностью к условиям их синтеза и эксплуатации.
5. Разработка молекулярно-генетических методик и их внедрение с
целью выявления биологического разнообразия России.
6. Новые технологии молекулярной генетики, позволяющие в
автоматическом режиме оперативно проводить определение и инвентаризацию
всех живых организмов (разработка системы Bar-coding растительных
объектов) на основе искусственно синтезированных олигонуклеотидов.
7. Технологии
получения
целлюлозы,
нитратов
целлюлозы,
высокомолекулярных композиций, гемицеллюлоз, лигнина из растительной
биомассы однолетних растений и древесины, отходов сельскохозяйственного
сырья и древесины физиологически активные вещества из сои, семян льна,
рапса
8. Создать
принципиально
новую
технологию
получения
металлоалмазного композита широкого применения, не требующую
дорогостоящих установок высокого давления.
9. Создать
принципиально
новую
технологию
получения
поликристаллического наноструктурного алмазного агрегата.
10. Создать принципиально новый материал - поликристаллический
нанострутурный металлоалмазный композит.
Выполнение работ с привлечением оборудования для структурных
исследований Центра коллективного пользования позволит повысить качество
подготовки специалистов в области физического материаловедения
наноматериалов, методов ДНК-анализа, разработать новые лабораторные
практикумы и спецпрактикумы в области физики и химии наноматериалов,
селекции и переработки растений, а также вести на базе центра подготовку
специалистов в области нано-био-инжиниринга.
10
2. Какой научно-технический результат должен быть получен в итоге
выполнения работ по проекту
2.1. Описание планируемых результатов
В результате исследований ожидается получить следующую научную и
научно-техническую продукцию:
1. Фрактальные адаптивные функциональные наноустройства
1.1 Законы, закономерности и корпоративные механизмы квантовых
процессов динамики плазмидов, обеспечивающих обмен энергией, энтропией и
информацией в открытых наноструктурах живых систем и адаптивных
функциональных материалов.
1.2 Методы компьютерного дизайна архитектур управления нано- и
биосистемами, создания адаптивных биомиметических механизмов.
1.3 Технологии изготовления резистивного нанослоевого интерфейса
полупроводник - металл в мягких жидкофазных условиях халькогенной
пассивации поверхности полупроводник n-типа и электрохимического
осаждения металлов.
1.4 Технологии получения высокоёмких углеродных нанотубулярных
аккумуляторов водорода
2. Объемный наноструктурный металлоалмазный композит
2.1 Система научных знаний фундаментального характера о механизмах
роста и консолидации углеродных наночастиц с кристаллической решеткой
алмаза в металлоалмазный композит в условиях структурирования
кристаллической среды некоторых металлов и интерметаллических
соединений.
2.2 Принципы управления процессом роста наночастиц детонационного
алмаза до макроскопического масштаба и их консолидации в
поликристаллический наноструктурный металлоалмазный агрегат.
2.3 Технологии формирования поликристаллического наноструктурного
металлоалмазного материала.
3. Селекция растений
3.1 Биомиметические механизмы и устройства в целях моделирования in
vitro и управления внутриклеточными процессами в растениях.
3.2 Практическое моделирование биологических процессов в растениях и
принципиальное усовершенствование молекулярно-генетических методик.
3.3 Систематики сосудистых растений и лишайников с применением
молекулярных методов: Анализ ядерной ДНК и сравнительный анализ
нуклеотидной последовательности участков ITS-1 и ITS-2 видов родов
Artemisia, Pyretrum, Chrisantemmum (Asteraceae) с Алтая и Тянь-Шаня,
некоторых родов семейства Brassicaceae и папоротникообразных Алтая.
Выявление видоспецифичных участков хромосомной ДНК, построение дендрит
родства видов и проверка на соответствие устоявшемуся в анатомоморфололгической ботанике концепции данных видов. Анализ хлоропластной
ДНК и сравнительный анализ нуклеотидной последовательности tRNLeu-
11
фрагмента некоторых видов родов семейств Asteraceae, Brassicaceae, отдела
Pteridophyta и лишайников. Построение надвидовой классификационной схемы
данных групп растений.
3.4 Результаты исследования в области размножения дикорастущих
растений Алтая, а также перспективных сортов культурных растений с
помощью методов биотехнологии.
3.5 Результаты исследований в области разработки методов размножения
растений из культур тканей вегетативных и генеративных органов.
4. Переработка растительного сырья
4.1 Новый способ получения целлюлозы из древесины, способ получения
нитратов целлюлозы непосредственно из древесины.
4.2 Способы получения высокомолекулярных композиций из
карбоксиметиловых
или
фосфорсодержащих
эфиров
целлюлозы,
гемицеллюлоз, лигнина, непосредственно из древесины.
4.3 Способы получения из отходов древесины пресс-масс для
изготовления плитных материалов без добавления связующих веществ.
Сведения об индивидуальных особенностях результата научнотехнической деятельности
1.1. Наименование результата
Фрактальные адаптивные функциональные наноустройства
1.2. Краткое описание результата
1.2.1Законы, закономерности и корпоративные механизмы квантовых
процессов динамики плазмидов, обеспечивающих обмен энергией,
энтропией и информацией в открытых наноструктурах живых систем и
адаптивных функциональных материалов.
1.2.2 Методы компьютерного дизайна архитектур управления нано- и
биосистемами, создания адаптивных биомиметических механизмов.
1.2.3 Технологии изготовления резистивного нанослоевого интерфейса
полупроводник - металл в мягких жидкофазных условиях халькогенной
пассивации поверхности полупроводник n-типа и электрохимического
осаждения металлов.
1.2.4 Технологии получения высокоёмких углеродных нанотубулярных
аккумуляторов водорода
1.3. Область техники применения результата
Продукция гражданского назначения
1.4. Объект техники применения результата
43.1 Системы, оборудование и компоненты;
4.10.1 Системы, оборудование и компоненты
1.5. Этап жизненного цикла объекта техники применения результата
Разработка код 1.
1.6. Направление технического совершенствования результата
Технологии разработки и производства продукции
Предложены принципиально новые технологии разработки и производства
продукции 51
12
1.7. Форма представления сведений о результате
Комплект первичной отчетной научно-технической документации на НИОКР
1.
Модели, макеты и экспериментальные образцы исследований 2.
1.8. Перспективные направления применения результата для дальнейших
исследований
Поиск путей создания технологии приборов квантовой наноэлектроники
01.04
Разработка новых материалов для микроэлектроники (полупроводниковых,
керамических, сверхпроводящих и т.п.) 01.07
1.9. Ключевые слова
1.1. Наименование результата
Объемный наноструктурный металлоалмазный композит
1.2. Краткое описание результата
1.2.1 Система научных знаний фундаментального характера о механизмах
роста и консолидации углеродных наночастиц с кристаллической решеткой
алмаза в металлоалмазный композит в условиях структурирования
кристаллической среды некоторых металлов и интерметаллических
соединений.
1.2.2 Принципы управления процессом роста наночастиц детонационного
алмаза до макроскопического масштаба и их консолидации в
поликристаллический наноструктурный металлоалмазный агрегат.
1.2.3 Технологии формирования поликристаллического наноструктурного
металлоалмазного материала.
1.3. Область техники применения результата
Продукция гражданского назначения
1.4. Объект техники применения результата
Перспективные материалы.
Материалы 41.3
1.5. Этап жизненного цикла объекта техники применения результата
Разработка 1
1.6. Направление технического совершенствования результата
Конструкционные материалы
Предложен принципиально новый материал с уникальными свойствами 21
1.7. Форма представления сведений о результате
Комплект первичной отчетной научно-технической документации на НИОКР
1
Модели, макеты и экспериментальные образцы 2
1.8. Перспективные направления применения результата для дальнейших
исследований
Новые материалы и вещества 09.00
Повышение функциональных свойств материалов, определяющих
эффективность перспективных технологических систем 09.03
1.9. Ключевые слова
13
Детонационный алмаз, наноструктурный металлоалмазный композит,
наноструктурный поликристаллический металлоалмазный материал,
структурирование кристаллической среды некоторых металлов и
интерметаллических соединений
1.1. Наименование результата
Селекция растений
1.2. Краткое описание результата
1.2.1 Биомиметические механизмы и устройства в целях моделирования
in vitro и управления внутриклеточными процессами в растениях.
1.2.2 Практическое моделирование биологических процессов в растениях
и принципиальное усовершенствование молекулярно-генетических методик.
1.2.3 Систематики сосудистых растений и лишайников с применением
молекулярных методов: Анализ ядерной ДНК и сравнительный анализ
нуклеотидной последовательности участков ITS-1 и ITS-2 видов родов
Artemisia, Pyretrum, Chrisantemmum (Asteraceae) с Алтая и Тянь-Шаня,
некоторых родов семейства Brassicaceae и папоротникообразных Алтая.
Выявление видоспецифичных участков хромосомной ДНК, построение дендрит
родства видов и проверка на соответствие устоявшемуся в анатомоморфололгической ботанике концепции данных видов. Анализ хлоропластной
ДНК и сравнительный анализ нуклеотидной последовательности tRNLeuфрагмента некоторых видов родов семейств Asteraceae, Brassicaceae, отдела
Pteridophyta и лишайников. Построение надвидовой классификационной схемы
данных групп растений.
1.2.4 Результаты исследования в области размножения дикорастущих
растений Алтая, а также перспективных сортов культурных растений с
помощью методов биотехнологии.
1.2.5 Результаты исследований в области разработки методов
размножения растений из культур тканей вегетативных и генеративных
органов.
1.3. Область техники применения результата
Продукция гражданского назначения
1.4. Объект техники применения результата
Растениеводство 90
1.5. Этап жизненного цикла объекта техники применения результата
Разработка 1
Производство 2
1.6. Направление технического совершенствования результата
Усовершенствованы существующие технологии разработки и производства
продукции 52
1.7. Форма представления сведений о результате
Комплект первичной отчетной научно-технической документации на НИОКР
1
Руководящие, нормативно-технические и организационно-методические
документы 3
14
1.8. Перспективные направления применения результата для дальнейших
исследований
Биотехнологии 21.00
1.9. Ключевые слова
флора, генетика, растениеводство, молекулярная систематика растений
1.1. Наименование результата
Переработка растительного сырья
1.2. Краткое описание результата
1.2.1 Новый способ получения целлюлозы из древесины, способ
получения нитратов целлюлозы непосредственно из древесины.
1.2.2 Способы получения высокомолекулярных композиций из
карбоксиметиловых
или
фосфорсодержащих
эфиров
целлюлозы,
гемицеллюлоз, лигнина, непосредственно из древесины.
1.2.3 Способы получения из отходов древесины пресс-масс для
изготовления плитных материалов без добавления связующих веществ.
1.3. Область техники применения результата
Продукция гражданского назначения
1.4. Объект техники применения результата
Перспективные материалы
Технологии 41.5
1.5. Этап жизненного цикла объекта техники применения результата
Разработка 1
Утилизация 4
1.6. Направление технического совершенствования результата
Усовершенствованы существующие технологии утилизации 72
1.7. Форма представления сведений о результате
Комплект первичной отчетной научно-технической документации на НИОКР
1
1.8. Перспективные направления применения результата для дальнейших
исследований
Новые материалы и вещества 09.00
Поиск нетрадиционных путей создания, получения, обработки и
диагностики состояния материалов, открывающих новые перспективы
качественного роста технических систем 09.04
1.9. Ключевые слова
химия растительного сырья, плиточные материалы
2.2. Предпосылки для успешного завершения проекта (реальность
получения ожидаемого научно-технического результата)
Должна быть представлена оценка:
- уровня имеющегося кадрового потенциала;
всего
по
профилю
работы
15
научных и инженерно-технических
кадров
молодых ученых – кандидатов и
докторов наук
аспирантов
административно-управленческого
аппарата
329
58
112
18
600
54
8
8
Состояния научно-методической и материально-технической базы центра
коллективного пользования (перечень имеющегося оборудования в центре с
указанием его возрастных и стоимостных характеристик, а также краткого
назначения);
Коллектив
располагает
следующим
научным
оборудованием,
программно-вычислительными комплексами и компьютерной техникой:
1. Рентгеновский дифрактометр ДРОН - 3.
2. Рентгеновский дифрактометр ДРОН - 2.
3. Вакуумный пост ВУП - 4.
4. Вакуумный пост ВУП - 5.
5. Машина для механических испытаний ИМАШ - 5С - 65.
6. Энергоспектрометр ЭМАЛ-2.
7. Научно-образовательный комплекс "Компьютерная нанотехнология" лауреат первых премий по трём номинациям Международной
конференций-выставки «Информационные технологии в образовании»
ИТО-98/99 (г. Москва, 1999 г.), предназначенный для проведения
компьютерных экспериментов, в том числе в схеме векторных
параллельных вычислений, обучения в области нанонаук.
8. Парк компьютеров специализированной лаборатории "Компьютерная
нанотехнология", включающий в себя три персональных двухядерных
компьютера класса Pentium IV.
9. Специальным электрохимическим и электрофизическим лабораторным
оборудованием
для
создания
и
исследования
нанослоевых
гетероструктурных переходов включающий в себя :
10. Микроскоп металлографический МИИ -4,
11. Интерференционный микроскоп «Метлаав».
12. Термальный циклер BioRad
– постановка ПЦР-реакции по
амплификации определенного фрагмента ДНК.
13. Трансиллюминатор Lоurmart с цифровой системой гельдокументирования Nikon – анализ структуры ДНК.
14. Электрофорезное оборудование (электрофорезные корыта и источник
питания ДНК-технология) – проведение разделения фрагментов ДНК
разной длинны.
15. Мини-центрифуга Eppendorf
16. Термостат ДНК-технология
17. Микродозаторы
18. Вортекс
16
19. Весы лабораторные
20. Вытяжка LG
21. Морозильная камера LG
22. Холодильник Nord.
23. УФ-кабинет.
24. Лаборатория биотехнологии растений
– микроклональное размножение растений.
25. Микроскопы Biolam, МИКМЕД 1990-1999 гг..
26.
SOLAAR
M6
(фирм
Intertech
Corporation,
США)
–
высокочувствительный атомно-абсорбционный спектрофотометр.
27. Жидкостный хроматограф LC-10Avp является современной моделью
семейства хроматографов LC-10A фирмы SHIMADZU (ГерманияЯпония).
30. Средства для отбора проб воды и донных отложений (электрическая
лебедка, океанические батометры объемом 1-10 л, планктонная сеть,
коробчатый дночерпатель WILDCO BOX CORER, гравитационная
трубка), экспедиционное снаряжение: полевое экспедиционное
оборудование (батометры, емкости для отбора проб, гербарные прессы);
портативный анализатор MultiLine для определения растворенного в воде
кислорода, общей минерализации, рН и температуры воды в полевых
условиях, навигационное оборудование. 31. Спектрофотометры AAS1 и
СФ-46,
хроматографы
«Миллихром"
и
"Цвет",
цифровые
фотоколориметры и иономеры).
Возможные факторы, сдерживающих развитие центра коллективного
пользования:
Недобросовестность поставщиков.
Необходимость обучения работе с конкретной маркой оборудования и
необходимость доводки методик под конкретный прибор с целью повышения
воспроизводимости эксперимента.
2.3. Описание потенциальных потребителей научно-технического
результата
Федеральный научно-производственный центр «Алтай» является
заказчиком работ по теме «Исследований закономерностей роста и
консолидации нанокристаллов детонационного алмаза в металлоалмазный
композит в условиях структурирования кристаллической среды некоторых
металлов и интерметаллических соединений». Использование результатов
исследования в ФЕИЦ «Алтай» будет осуществляться путем организации
технологического процесса и выпуска продукции.
Потенциальными потребителями разработок биотехнологии являются
коммерческие и государственные структуры, работающие в области:
- судебная экспертиза –идентификация и установление происхождения
биологического объекта (наркотическое растительное сырье и т.п., регион его
17
происхождения);
эффективная
и
целенаправленная
селекция
декоративных,
лекарственных и др. хозяйственно ценных сортов растений, пород животных
(например, получение и выявление новых гибридных сортов растений, в
лабораторных условиях, не дожидаясь несколько лет проявления их
фенотипических признаков сорта в питомнике; получение безвирусного
посадочного материала картофеля, земляники и др.);
- диагностика инфекционных заболеваний;
- экспертиза трансгенных продуктов; оперативное выявление патогенов в
пищевых продуктах (возбудителей сальмонеллеза, ботулизма, дизентерии),
экспертиза лекарственных препаратов на основе растительного сырья;
- индикация загрязнения окружающей среды, рациональное
природопользование, ресурсоведение.
2.4. Какие организации могут участвовать в конкурсе на выполнение
данного проекта
1. ГОУ ВПО Алтайский государственный университет.
2. ГОУ ВПО Алтайский государственный технический университет.
3. Институт проблем химико-энергетических технологий СО РАН.
4. Федеральный научно-производственный центр «Алтай».
5. Институт Водных и экологических проблем СО РАН.
3. Выполнение индикаторов программного мероприятия и целевых
индикаторов реализации мероприятий Программы в рамках данного
проекта
Индикатор
количество
публикаций
в
ведущих мировых научных
журналах, подготовленных по
результатам исследований с
использованием
научного
оборудования сети центров
количество дипломных работ и
диссертаций, подготовленных
по результатам исследований с
использованием
научного
оборудования сети центров
число
организацийпользователей
научным
оборудованием сети центров
численность
молодых
специалистов, привлеченных к
проведению исследований в
единиц
год
2008 2009 2010 2011 2012
5
6
8
8
10
единиц
10/2
12/3
12/3 15/5 15/5
единиц
5
7
9
9
10
человек
1
12
1
2
14
2
3
16
2
3
19
3
4
21
3
ед. изм.
18
рамках выполнения проекта
(докторов наук, кандидатов
наук, докторантов, аспирантов,
сотрудников
без
ученой
степени,
специалистов,
1
студентов)
объем
привлеченных
внебюджетных средств
млн.
руб.
8
5
3
12
6
3
3
13
6
5
4
13
8
6
4
15
8
6
4
16
3.5
3.5
3.5
3.5
3.5
4. Оценка и обоснование сроков выполнения данного проекта в
полном объёме
5. Оценка
стоимости
2
финансирования
проекта
и
обоснование
объемов
Общий объем финансирования проекта:
всего _77.5_ млн. рублей, в том числе на 2008 год – 66,5_ млн. рублей.
5.1. Объем средств федерального бюджета:
всего _70.0__ млн. рублей, в том числе на 2008 год – _60__ млн. рублей,
из них:
Наименование статей затрат
сумма (тыс. руб.)
Материалы
Спецоборудование для научных
(экспериментальных) работ
Затраты на оплату труда работников,
непосредственно занятых созданием научнотехнической продукции
Отчисления на социальные нужды
Накладные расходы
Командировочные расходы
Затраты по работам, выполняемым сторонними
организациями и предприятиями
Прочие расходы
1
2
680
57074,2
5900
1545,8
2000
500
2100
200
Докторов наук до 39 лет, кандидатов наук до 35 лет, специалистов до 35 лет.
Объем финансирования одного проекта в рамках мероприятия 5.2 за счет средств федерального бюджета
может составлять до 70 млн. рублей в год при продолжительности реализации проекта до 2 лет, при этом доля
внебюджетного софинансирования должна составлять не менее 8 процентов общего объема финансирования
каждого проекта, включая средства федерального бюджета.
19
5.2. Объем средств из внебюджетных источников:
всего _7.5__ млн. рублей, в том числе на 2008 год – _6,5__ млн. рублей.
5.2.1. Источники внебюджетных средств
Внебюджетные Название
Название
Контактное Наименование
3
средства
источника
организации,
лицо
документов,
(тыс. руб.)
юридический адрес
(ФИО,
подтверждающих
должность,
возможность
телефон)
привлечения
инициатором
проекта
внебюджетных
средств в
заявленных
объемах
3500
АлтГУ
Государственное
Невинский Гарантийное
образовательное
В.В.
письмо, № 01/87
учреждение
Проректор от 27.02.2008 г
высшего
по НР и
профессионального МС АлтГУ
образования
8-3852Алтайский
363281
государственный
университет.
656049, г. Барнаул,
проспект Ленина,
61
4000
ИВЭП СО Институт водных и Винокуров Гарантийное
РАН
экологических
В.И.
письмо, №15348проблем СО РАН. Директор
42-2115.1 от
656038, г. Барнаул, ИВЭП СО 22.02.2008 г.
ул. Молодёжная, 1 РАН
8-3852666460
3
Собственные, заемные или прочие средства.