Исследование, разработка и массовое внедрение новых

Н-29-МГСУ-1
Паспорт совместного российско-американского проекта
1. Название
Исследование, разработка и массовое внедрение новых физических принципов
наноэкологического контроля жилых, офисных и производственных помещений.
2. Аннотация
Проект разработки и коммерческое внедрение новых физических принципов
наноэкологического контроля обитаемых помещений является первым и критическим
этапом в разработке систем наноэкологической безопасности населения и персонала
офисных, лабораторных и производственных помещений. Важность проекта обусловлена
тем, что источниками наноопасности являются не только компоненты и продукция
наноиндустрии, но и нанопылевые выделения бытовой и офисной техники, строительных
материалов, одежды и продовольствия. Без решения этой задачи невозможно успешное
решение общей проблемы нанобезопасности, как основной цели цивилизованного
государства и основной составляющей проблемы охраны здоровья и существенного
улучшения качества жизни человека национального значения. В настоящее время
наноэкологический контроль может выполняться только с использованием уникальной и
дорогостоящей научной аппаратуры и оборудования, что не позволяет сегодня и не
позволит в будущем решить общую задачу нанобезопасности в масштабе государства. В
связи с этим целью проекта является разработка и внедрение новых физических
принципов построения рентабельных в крупносерийном производстве и использовании в
масштабах государства приборов наноэкологического контроля жилых, офисных,
лабораторных и производственных помещений.
3. Описание предполагаемых результатов реализации проекта
Выполнение
полного
комплекса
научно-исследовательских
и
опытноконструкторских работ в рамках настоящего проекта планируется получить следующие
основные результаты:
 новый физический метод разделения по габаритно-массовым характеристикам в
натурных условиях пылевых компонентов внутренней атмосферы жилых, офисных,
лабораторных и производственных помещений;
 новый метод текущего контроля физической и химической активности пылевых
компонентов внутренней атмосферы;
 новый способ отбора проб пылевых компонентов внутренней атмосферы помещений
с различными габаритно-массовыми характеристиками (в случае превышения
заданного порога их физической и/или химической активности) для последующего
биохимического анализа их токсичности в специализированных лабораториях;
 оригинальное программное обеспечения для управления разделением, контролем и
анализом физической и химической активности, а также отбором проб нанопылевых
компонентов внутренней атмосферы помещений;
 оригинальную систему автоматического контроля наноэкологических характеристик
внутренней атмосферы помещений на базе перечисленных выше методов с
использованием бытовой и офисной компьютерной техники;
 коммерческое крупносерийное внедрение в производство приборов контроля
нанобезопасности пылевых компонентов внутренней атмосферы жилых, офисных,
лабораторных и производственных помещений;
 национальная и международная сеть дилерских и сервисных центров по продажам,
монтажу и эксплуатации приборов, систем и программного обеспечения
наноэкологического контроля;
1
 программа и центры обучения специалистов по производству, настройке,
эксплуатации и ремонту приборов, систем и программного обеспечения
наноэкологического контроля;
 российско-американский международный консорциум для технического и
финансового управления производством, интеллектуальной собственностью,
рекламой, продажей, рентабельностью и финансовыми ресурсами проекта на этапе
практической реализации.
4. Наиболее близкие по тематике проекты в мире, реализующиеся в настоящее
время (не более 5 аналогов)
ФЦП «Развитие инфраструктуры наноиндустрии в РФ на 2008-2010 годы» включает в
себя направление 3 «Развитие методической составляющей инфраструктуры
наноиндустрии». В числе мероприятий направления входит мероприятие 3.1 «Развитие
методической составляющей системы обеспечения единства измерений в наноиндустрии
и безопасности создания и применения объектов наноиндустрии». Курирует направление
академик Константин Георгиевич Скрябин, директор Центра «Биоинженерия» РАН и зам.
директора РНЦ «Курчатовский институт».
ФЦП («Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научнотехнического комплекса России на 2007-2012 годы»), работы по нанобезопасности идут
полным ходом. Задачами здесь являются обеспечение безопасности наноиндустрии и ее
продукции, разработка комплекса современных методов для оценки потенциальной
опасности наночастиц и наноматериалов, учитывая их природу, соответствие
приоритетным направлениям развития наноиндустрии в России и в мире. Система
нормативно-правового и методического обеспечения безопасности наноматериалов на
протяжении всего их жизненного цикла рассматривается как комплексный проект. По
словам К.Г. Скрябина, в течение 2010 года в рамках наноиндустриальной ФЦП здесь
будет подготовлено 25 методических указаний и рекомендаций. На этом разработка
основной части нормативной документации по нанобезопасности в России будет
завершена
5. Новизна. Описание конкурентных преимуществ результатов
Научная новизна разработки и товарная новизна серийной продукции, освоенной в
результате реализации предлагаемого проекта, заключается не только в создании и
использовании принципиально новых физических принципов построения приборов и
систем контроля нанобезопасности, но и в существенном расширении спектра их
функциональных возможностей, покупательной доступности и рентабельности в части
обеспечения контроля уровня нанобезопасности и интенсивности нанопылевых
выделений широкого спектра продукции, например, не имеющей прямого отношения к
наноиндустрии, но являющейся основным источником нанозагрязнения атмосферы
помещений и окружающей среды (включая строительные материалы, транспорт, бытовые
приборы и оборудование, средства компьютерной техники и другой традиционной
продукции, используемой или временно хранящейся в жилых, офисных, торговых,
административных, лабораторных, санаторно-курортных, реабилитационных, лечебномедицинских, производственных и в других обитаемых помещениях)
6. Кто является потенциальным потребителем результатов
Потенциальными потребителями результатов проекта из числа юридических и
физических лиц являются:
 строительные и эксплуатирующие организации;
 подразделения служб архитектурно-строительного, санитарно-эпидемиологического
и экологического надзора;
 коммерческие, административные и производственные организации;
2
 станции и службы метеорологического контроля;
 санаторные, реабилитационные и медицинские центры и организации;
 собственники и арендаторы жилых, офисных, административных и
производственных помещений.
Основными потенциальными потребителями результатов проекта на
международном рынке наукоемкой продукции являются: ведущие страны ЕС, страны
БРИК, Япония, Южная Корея, Австралия, Новая Зеландия, Сингапур, Израиль, ведущие
арабские государства, а также мировые курортные центры.
7. Где, когда и какой эффект, в т.ч. экономический, ожидается от использования
результатов проекта
 повышение уровня наноэкологической безопасности населения в национальном
масштабе,
включая
нанобезопасность
жилых,
офисных,
торговых,
административных и производственных помещений;
 снижение уровня аллергических и онкологических заболеваний;
 повышение уровня охраны труда и техники безопасности как на предприятиях
наноиндустрии, так и на предприятиях с традиционными технологиями и с
высокими рисками нанопылевого выделения при производстве, транспортировке и
хранении продукции;
 повышения качества жизни населения, за счет своевременного обнаружения
источников нанозагрязнения окружающей среды;
 формирование нового сегмента мирового рынка высокотехнологичной продукции –
приборы и устройства контроля нанобезопасности искусственной и природной
среды обитания и трудовой деятельности человека;
 достижение уровня самофинансирования научных разработок организациями по
производству приборов и систем контроля нанобезопасности;
 существенное расширение объемов информации по процессам, факторам,
материалам и другим источникам нанозагрязнения и их медико-биологическим
последствиям, которая позволит существенно повысить эффективность научных
исследований специализированных центров наноиндустрии и санитарноэпидемиологической службы.
8. Предполагаемые организации – участники консорциума по профилям, в том
числе:
Научные и образовательные:
 Научно-исследовательский институт экспериментальной механики Московского
государственного строительного университета (Национальный исследовательский
университет) – исследования и разработка новых физических принципов и методов
контроля концентрации нанопылевых компонентов атмосферы помещений
(Директор НИИЭМ МГСУ Завалишин С.И. тел. 8(499)183-5283) Координатор
проекта – Хлыстунов М.С. 8(985)769-7387;
 Научно-исследовательский институт медицинской биофизики Национального
исследовательского ядерного университета «МИФИ» – разработка методов контроля
в натурных условиях биофизической активности нанопылевых компонентов
атмосферы помещений; (Директор НИИ МБФ МИФИ, М.В. Мошнин, Начальник
управления научных исследований МИФИ Цыбин Александр Степанович +7 (495)
324-8437);
 Государственный научный центр Российской Федерации Институт медикобиологических проблем РАН – разработка технологий контроля в натурных
условиях замкнутых помещений биохимической активности нанопылевых
компонентов внутренней атмосферы (Директор ИМБП РАН И.Б.Ушаков,
8(499)195-6777).
3
Бизнес:
 ЗАО «Техносистема Н» - опытно-конструкторская разработка и внедрение в
серийное производство приборов и систем наноэкологического контроля
внутренней атмосферы помещений (Генеральный директор Лускинович П.Н.
8(915)131-2146)
9. Описание вклада каждой организации в итоговый результат
Научные и образовательные задачи, решаемые партнерами:
 Научно-исследовательский институт экспериментальной механики Московского
государственного строительного университета (Национальный исследовательский
университет) – исследования и разработка новых физических принципов и методов
контроля концентрации нанопылевых компонентов атмосферы помещений;
 Научно-исследовательский институт медицинской биофизики Национального
исследовательского ядерного университета «МИФИ» – разработка методов контроля
в натурных условиях физической активности нанопылевых компонентов атмосферы
помещений;
 Государственный научный центр Российской Федерации Институт медикобиологических проблем РАН – разработка технологий контроля в натурных
условиях замкнутых помещений биохимической активности нанопылевых
компонентов внутренней атмосферы.
 ЗАО «Техносистема Н» - опытно-конструкторская разработка и внедрение в
серийное производство приборов и систем наноэкологического контроля внутренней
атмосферы помещений (Генеральный директор Лускинович П.Н. 8(915)131-2146)
10. Преимущества от участия иностранных организаций
Участие в проекте иностранных организаций, например, американской компании
Texas Instruments, позволит в сжатые сроки выполнить опытно-конструкторские
разработки по адаптации сигнальных процессоров и элементов компьютерной периферии
для сбора и обработки информации с первичных приборов контроля нанобезопасности в
условиях обитаемых помещений в соответствии со стандартами и потребностями
потребителей, в том числе, в США, Канаде, Японии, Южной Корее, в странах ЕС и БРИК.
11. Потенциальные иностранные участники проекта, которые могли бы внести
существенный вклад в итоговый результат
Texas Instruments (NYSE: TXN) — американская компания, производитель
полупроводниковых элементов, микросхем, электроники и изделий на их основе.
12. Краткая предыстория формирования проекта
Первые положительные результаты по формированию перспективных научных идей
и направлений исследований в области нанобезопасности в части влияния нанодефектов
на аварийное разупрочнение строительных материалов были сформулированы в рамках
ряда выполненных НИИЭМ МГСУ проектов программы сотрудничества Минобразования
и Минатома РФ в 2000-2005 годах (рук., дир. НИИЭМ, проф. Завалишин С.И.). Ключевым
этапом в формировании новых принципов контроля нанобезопасности и предотвращения
строительных аварий было выполнение фундаментальных исследований по гос. контракту
от 03.08.2007 №02.513.11.3362 в рамках ФЦП «Исследования и разработки по
приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на
2007-2012 годы» по теме: «Разработка методов теоретических нанометрических
исследований физико-механических свойств композитных материалов и многослойных
покрытий» (рук. зав. ОНИЛ КГК, проф. Хлыстунов М.С.). В результате этого проекта был
получен неожиданный побочный результат, связанный с кинетическими эффектами
4
пространственного
рассеяния
наночастиц
при
использовании
инжекторных
нанотехнологий, имеющий потенциальную перспективу его использования в
принципиально новых приборах и системах контроля содержания нанопылевых
компонентов внутренней атмосферы помещений и атмосферы окружающей природной
среды.
Предлагаемый настоящий проект позволит осуществить практическую реализацию в
части прикладных исследований, разработки и массового внедрения новых физических
принципов наноэкологического контроля жилых, офисных и производственных
помещений.
13. Предварительный план подготовки и реализации проекта (основные вехи)
по каждой организации, включая координационные мероприятия
2011-2013 годы – проведение прикладных исследований по разработке методов и
созданию прототипа (модели) системы контроля нанобезопасности обитаемых помещений
в натурных условиях эксплуатации, в том числе:
 НИИЭМ МГСУ – исследование и разработка новых физических принципов контроля
уровня содержания и размерно-массовых характеристик нанопылевых компонентов
внутренней атмосферы помещений, координация проекта и патентоохранных
мероприятий;
 НИИ МБФ МИФИ - исследование и разработка метода контроля биофизической
активности нанопылевых компонентов внутренней атмосферы помещений;
 ГНЦ РФ ИМБП РАН - исследование и разработка метода контроля биохимической
активности нанопылевых компонентов внутренней атмосферы помещений;
 ЗАО «Техносистема Н» - физическое моделирование и экспериментальное
обеспечение исследований.
2013-2014 годы – проведение опытно-конструкторских работ по выпуску
конструкторской документации (КД) и опытных образцов приборов и системы контроля
нанобезопасности обитаемых помещений в натурных условиях эксплуатации, в том числе:
 НИИЭМ МГСУ – разработка КД на приборы и систему контроля уровня содержания
и размерно-массовых характеристик нанопылевых компонентов внутренней
атмосферы помещений;
 НИИ МБФ МИФИ разработка КД на приборы и систему контроля биофизической
активности нанопылевых компонентов внутренней атмосферы помещений;
 ГНЦ РФ ИМБП РАН - разработка КД на приборы и систему контроля
биохимической активности нанопылевых компонентов внутренней атмосферы
помещений;
 ЗАО «Техносистема Н» - разработка, изготовление и испытание опытных образцов.
2014-2015 годы – организация серийного производства приборов и системы
контроля нанобезопасности обитаемых помещений в натурных условиях эксплуатации, в
том числе:
 НИИЭМ МГСУ, НИИ МБФ МИФИ и ГНЦ РФ ИМБП РАН – авторский надзор;
 ЗАО «Техносистема Н» - организация серийного производства.
14. Объем финансирования (существующий и необходимый), включая
предполагаемые источники и объемы финансирования.
Общий объем финансирования 380 млн.руб., в том числе по годам:
2011 г. – 90 млн.руб.; 2012 г. – 90 млн.руб.; 2013 г. – 90 млн.руб.; 2014 г. – 90 млн.руб.;
2015 г. – 20 млн.руб.
В настоящее время финансирование отсутствует, предполагаемые источники
финансирования – государственные инвестиции.
5