4. Прикладные исследования и разработки, необходимые для достижения перечисленных результатов

Прикладные исследования и разработка:

• принципиально новых гибридных материалов, структур, устройств и систем, гибридной компонентной базы, гибридной сенсорики;

• синтетических биологических и биоподобных структур, устройств и систем, обладающих принципиально новыми свойствами;

• новых лекарственных препаратов, технологий и средств их целевой доставки;

• установок и оборудования новых поколений для синхротронно-нейтронной диагностики и кристаллографии неорганических и органических материалов и структур;

• нейро-биоинтерфейсов, биоподобных и антропоморфных технических устройств и систем, в том числе робототехнических;

• новых ядерно-физических методов и технологий в медицине;

• новых материалов и технологий сверхпроводимости, в том числе высокотемпературной, принципиально новых электротехнических систем, систем электродвижения и передачи энергии;

• новых технологий и программных средств предсказательного моделирования для нано-, био-, инфо- и когнитивных технологий.

5. Инфраструктурные решения, необходимые для достижения перечисленных результатов

Для выполнения научно-исследовательских, опытно-конструкторских и опытно-технологических работ в области конвергентных нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий, осуществления полного инновационного цикла в указанной области необходимо:

• развитие междисциплинарной инфраструктуры центра конвергентных нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий национального исследовательского центра «Курчатовский институт» (Курчатовского НБИК-центра);

• развитие инфраструктуры национальной нанотехнологической сети Российской Федерации;

• реализация международных проектов класса мега-сайенс по созданию на территории Российской Федерации междисциплинарных крупных уникальных ядерно-физических установок (источника синхротронного излучения 4-го поколения, источников нейтронов, источников лазерного излучения и др.);

• развитие и совершенствование системы междисциплинарной подготовки кадров в области конвергентных нано-, био-, инфо-, когнитивных наук и технологий.

Тематическая область «Материалы и нанотехнологии для глубокой, комплексной переработки сырья»

В данной тематической области планируется достижение следующих общих результатов:

• разработка наноразмерных, наноструктурированных и наноразмерных катализаторов нового поколения, играющих решающую роль в эффективности нефтехимических процессов (риформинг, каталитический крекинг, изомеризация, алкилирование, гидроконверсия тяжелых остатков и др.), включая переработку тяжелых нефтяных остатков и тяжелой высоковязкой нефти;

• создание новых каталитических процессов конверсии природного газа и попутных газов нефтедобычи в жидкое топливо, водород и ценные органические продукты;

• разработка термокаталитических и биокаталитических методов переработки возобновляемого сырья (биогаз и биомасса) в газообразное и жидкое топливо, ценные органические продукты;

• разработка катализаторов и процессов гетерогенного, гомогенного, металлокомплексного и ферментативного катализа, в том числе молекулярно-ситового;

• разработка систем и нанотехнологий глубокой переработки отечественных руд с комплексным выделением всех ценных компонентов, включая редкоземельные элементы;

• разработка мембранных реакторов и процессов мембранного катализа, мембран и мембранных систем для процессов разделения и очистки, первапорации, пертракции, микро-, ультра- и нанофильтрации, синтеза гибридных мембран для водородной энергетики и других применений;

• разработка наноструктур (частицы, волокна, пленки) для сорбции органических и неорганических загрязнений из газовых и жидких сред и устройств на их основе.

В рамках данной тематической области предполагается развитие следующих ключевых направлений задельных исследований:

Синтез новых высокоэффективных наноразмерных, наноструктурированных, нанокомпонентных катализаторов и разработка технологий для глубокой переработки нефти, альтернативного и возобновляемого сырья — природного газа и попутных газов нефтедобычи, угля, сланцев, биогаза, биомассы — в жидкое топливо, водород и ценные органические продукты.