В новосибирском Академгородке прошла научная сессия Общего собрания СО РАН. Она была посвящена ряду актуальных проблем, связанных с преодолением импортозависимости в некоторых ключевых областях, созданию и развитию передовых технологий, в том числе критически важных для обеспечения безопасности в нынешний, весьма сложный период.
Открывая сессию, председатель СО РАН академик Валентин Николаевич Пармон уточнил, что это обсуждение насущных проблем и вызовов, которые стоят перед наукой в наше турбулентное время. «В сибирских институтах накоплен достаточный опыт и есть немало заделов для решения таких задач», — акцентировал В. Пармон.
О перспективах и результатах работы российской Глобальной навигационной спутниковой системы — ГЛОНАСС — рассказал заместитель председателя СО РАН, руководитель Института космических технологий в составе ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» академик Николай Алексеевич Тестоедов.
Основное назначение системы — это решение задач по обеспечению обороны и безопасности страны. Однако с 2007 года начало действовать и другое направление, гражданское: любой желающий может воспользоваться системой. ГЛОНАСС может быть полезна при маневрировании морских судов в узких местах, заходе на посадку воздушных судов категории ИКАО (Международной организации гражданской авиации), решении топогеодезических и других задач.
«ГЛОНАСС — это сложная система, включающая подсистемы научного и фундаментального обеспечения, космический комплекс. Без участия академических организаций ее создание и развитие было бы невозможно. Важно точно определять параметры вращения и ориентации Земли, уточнять модели гравитационного поля, учитывать поправки общей и частной теории относительности», — отметил Николай Тестоедов.
Спутниковая система располагается по всему миру, включая четыре измерительные станции в Антарктиде. Ее точность зависит от количества спутников, которые имеют возможность непрерывного наблюдения. При полном составе орбитальной группировки число аппаратов в зоне видимости составляет 6—10 единиц, в зависимости от расположения на земном шаре.
Ученый отметил, что спутники работают очень надежно. Некоторые из них превысили гарантийные сроки более чем в два раза. Тем не менее есть необходимость плановой замены шести космических аппаратов. Для этой цели ГК «Роскосмос» уже создала специальную программу.
«Спутники работают хорошо, однако трудности встречаются. На космический аппарат, вращающийся вокруг Земли, действуют внешние силы. Из-за них появляются погрешности в определении псевдодальности (расстояния между спутниками и аппаратурой потребителя). Благодаря тому, что исследователи повышают характеристики спутников, средств наземного комплекса управления, методик и программного обеспечения, погрешность места определения потребителя за десять лет снизилась в два раз», — сказал Николай Тестоедов.
Помимо этого, ученый выделил проблему ограничения поставок электронно-компонентной базы для производства спутников ГЛОНАСС.
«Мероприятия по импортозамещению, организованные корпорацией “Роскосмос”, обеспечат к 2030 году стопроцентный переход на электронно-компонентную базу отечественного производства. Так много времени необходимо из-за большого количества компонентов зарубежного производства (в 2014 году их число составляло 6 000 типов номиналов электронно-компонентной базы), которые нужно заменить отечественными аналогами», — прокомментировал Николай Тестоедов.
Своим появлением космическая система совершила революцию в навигации благодаря уникальному сочетанию характеристик метровой точности определения координат, глобальной доступности информации в любой точке, времени и при любых метеоусловиях, компактности и низкой стоимости аппаратуры потребителя (чип ГЛОНАСС стоит всего несколько долларов).
Перед тем как рассказать о работах в области обеспечения технологического суверенитета химического комплекса страны, член-корреспондент РАН Александр Степанович Носков (ФИЦ «Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН») назвал несколько цифр. Объем потребления катализаторов в России — 70—80 тысяч тонн в год. Время жизни катализаторов в реакторах — от нескольких минут до 10 или даже 15 лет. Восемь триллионов рублей продукции производится на основе каталитических технологий в нашей стране — это все моторные топлива, минеральные удобрения, маргариновая продукция и так далее.
«Потребители катализаторов — предприятия азотного комплекса, нефтепереработки, химические предприятия. При этом в Российской Федерации работает около десяти катализаторных заводов, которые должны обеспечивать нашу безопасность с точки зрения промышленности. Еще меньше разработчиков каталитических технологий и самих продуктов: несколько академических институтов, вузов плюс некоторые компании, например ПАО “СИБУР”, ПАО “Газпромнефть”», — рассказал Александр Носков.
Он подчеркнул, что до 2019 года многие катализаторы для ряда ключевых этапов в азотном комплексе, нефтепереработке, маргариновой промышленности и так далее завозились из-за рубежа. При этом в некоторых отраслях доля импортных катализаторов достигала практически 100 %.
В настоящий же момент, по словам ученого, за счет действий разработчиков каталитических технологий в тесном контакте с индустриальными партнерами в целом ситуация достаточно удовлетворительная. В некоторых направлениях наличествуют определенные проблемы, но имеются и достижения.
«В области нефтепереработки есть четыре-пять наименований ключевых катализаторов. В первую очередь это катализаторы крекинга, которые позволяют из тяжелых нефтяных остатков получать высокооктановый бензин. Научные заделы по этому поводу были в филиале ФИЦ “Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН” в Омске, и сейчас, после строительства омского завода, потребность России в таких катализаторах будет обеспечиваться полностью», — прокомментировал Александр Носков. Надо отметить, что на этом заводе, технологические решения для которого были созданы в ИК СО РАН, сейчас идут пусконаладочные работы, в следующем году планируется начало выпуска промышленных партий.
Еще одно направление — катализаторы риформинга, необходимые для того, чтобы из прямогонного бензина получать высокооктановый. Разработки в основным были сосредоточены в омском филиале ИК СО РАН, и в данный момент, благодаря долгим усилиям, на площадке завода в Ангарске создано производство, которое способно поставить эти катализаторы для большинства установок риформинга.
«Очень сильная зависимость от импорта была относительно катализаторов для гидропроцессов в нефтепереработке. Исследования были начаты в 2005 году одновременно в нескольких отечественных организациях, в том числе и в Институте катализа. Всё это позволило в ускоренном режиме разработать технологии, по которым на разных площадках уже производится часть необходимой продукции», — сообщил Александр Носков.
Он также рассказал, что сейчас с участием компании «СИБУР» при поддержке Российского научного фонда стартовал крупный проект по производству промышленных катализаторов для изготовления полиэтилена и полипропилена. Перспективные для масштабирования соединения разрабатываются в нескольких местах, в том числе в ФИЦ ИК СО РАН. Параллельно реализуется комплексный научно-технический проект, заказанный группой компаний «Титан»: стоит задача к 2026 году обеспечить замену широкого спектра катализаторов, которые используются на их производстве.
«Сложнее обстановка с катализаторами в нефтехимии. Сейчас мы пытаемся отработать концепцию интегрирования разных катализаторов нескольких марок, — сказал А. Носков. — Если говорить о катализаторах азотного цикла, то они составляют около десяти разных наименований, и сейчас надо понять, как, напротив, расщепить их производство, потому что в одном месте его сосредоточить трудно. В области катализаторов для гидрирования жиров крупнейшим партнером выступает компания «ЭФКО» — для таких процессов требуются нестандартные никелевые катализаторы, и сейчас решается вопрос об их промышленном изготовлении».
Александр Носков акцентировал, что для решения задач импортонезависимости в области катализаторов сейчас следует координировать усилия всех участников технологической цепочки в комплексную научно-техническую программу под рабочим названием «Катализаторы». «Лучше всего делать это в формате межотраслевого научно-технического комплекса. Он представляется нам единственно возможным для преодоления зависимости, которая сейчас существует», — добавил ученый.
Академик Николай Петрович Похиленко (Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН) вновь заострил вопрос о редких и редкоземельных металлах как основе технологической безопасности страны. «Эта проблема носит критический характер и является важным условием модернизации промышленности. Без редких и редкоземельных металлов невозможно полноценное внедрение 14 из 27 важнейших технологий, утвержденных указом президента РФ в 2011 году», — подчеркнул ученый.
Николай Похиленко обратил внимание на то, что в Арктическом регионе существует самое богатое в мире месторождение редких и редкоземельных металлов Томтор. «Его ресурсы просто колоссальны — 153 миллиона тонн в сумме редкоземельных металлов, и около 2 миллиардов тонн фосфора», — уточнил академик.
Директор Института химии и химической технологии ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» профессор РАН, доктор химических наук Оксана Павловна Таран дополнила: «В 1997 году в нашем институте были разработаны сложные методы для переработки богатых томторских руд без предварительного обогащения. Технология существует в двух вариантах и позволяет использовать больше 75 % исходного сырья, из которого извлекаются оксиды ниобия и титана, скандий, алюминий, фосфаты и концентрат оксидов редкоземельных металлов. Этот концентрат с помощью наших уникальных технологий экстракции позволяет разделить все эти редкоземельные металлы и получить их с чистотой около 97—99 %».
«Несмотря на то, что стоящие на балансе запасы марганца составляют около 283 миллионов тонн (правда, это объекты с бедными, труднообогатимыми рудами низкого качества), в России на данный момент не эксплуатируется ни одно месторождение этого элемента, 100 % потребления идет за счет импорта, — продолжил Николай Похиленко. — Сибирские ученые обнаружили высокие концентрации этого важного элемента на участке Северный Томторского месторождения. Ресурсы оцениваются в 17 миллионов тонн, а поисковая работа на других участках может увеличить их до 100 миллионов тонн. Полученные результаты позволяют прогнозировать промышленные запасы марганца».
Еще один вид критически значимого для развития технологий и экономики сырья — литий. Спрос на него будет расти год от года, при этом текущие темпы получения начнут сильно отставать. Академик Похиленко рассказал, что до середины 1990-х литий добывали из сподумен-пегматитового сырья, а затем на рынке появился новый источник этого элемента — рассолы и соленые озера, в результате чего в мировые ведущие производители вышли такие страны, как, например, Чили. «Однако в настоящее время российские месторождения сподуменовых пегматитов Центрально-Азиатского складчатого пояса и литиеносные подземные рассолы Сибирской платформы, общие запасы Li и его прогнозные ресурсы огромны, они сопоставимы с чилийскими, аргентинскими, боливийскими и китайскими», — сообщил ученый. Так, в Иркутской области известны Ковыктинское и Знаменское месторождения. Содержание лития и дополнительных компонентов в их рассолах значительно превышает концентрации в традиционном промышленно перерабатываемом сырье. В настоящее время, по словам Николая Похиленко, ПАО «Газпром» и компания «ИНК» занимаются развитием проектов по добыче лития из таких рассолов.
Подводя итог своему выступлению, академик Похиленко акцентировал необходимость освоения уникального по всем параметрам Томторского месторождения, добавив, что расположенное вблизи него гигантское месторождение импактных алмазов Попигайского кратера позволит комплексно подойти к освоению сибирского сегмента Арктики.
Тему получения лития из сырья разного типа продолжил директор Института химии твердого тела и механохимии СО РАН член-корреспондент РАН Александр Петрович Немудрый. Он рассказал, что ИХТТМ на протяжении всех лет своей истории плотно занимался этими вопросами, была разработана комплексная технология переработки сподуменового концентрата, а также технология извлечения лития из подземных высокоминерализованных рассолов. «Всё гидроминеральное сырье можно разделить на две группы: хлоридно-натриевые и хлоридно-кальциевые и магниевые. Российские месторождения, как правило, относятся ко второму типу и дешевыми способами извлечь литий из нашего гидроминерального сырья невозможно, необходимо было создавать новые методики с использованием селективных — экстракционных или сорбционных — методов», — пояснил Александр Немудрый. Несмотря на то что технология получения гранулированного сорбента ДГАЛ-Cl и с его помощью лития из рассолов, разработанная группой ученых под руководством доктора химических наук Натальи Павловны Коцупало, продолжила свое развитие вне стен института, в ИХТТМ СО РАН также ведутся работы в этом направлении. В частности, предложена организация сорбционных процессов на порошковом сорбенте с использованием пульсационных колонн вместо грануляции ДГАЛ-Cl. «Этим снимаются внешнедиффузионные ограничения, и достигается полнота извлечения лития из рассолов, — сказал Александр Немудрый. — При дополнительном финансировании мы сможем создать пилотные установки и отработать технологию под любое конкретное месторождение».
По замечанию Оксаны Таран, из попутных рассолов можно выделить не только литий, но и другие элементы, например бром. Однако для развития подобных технологий нужен корпус пилотных установок. «Было бы очень полезно, чтобы федеральная программа по литию позволила создать у нас в Красноярске площадку на несколько организаций, которые занимаются подобными разработками», — сказала директор ИХХТ.
Доклад председателя Объединенного ученого совета СО РАН по медицинским наукам директора Научно-исследовательского института кардиологии Томского научно-исследовательского медицинского центра РАН академика Сергея Валентиновича Попова был посвящен критическим технологиям для медицины в условиях глобальных вызовов.
«У нас в стране обозначены приоритетные направления развития науки, технологий и техники, и для того, чтобы они качественно выполнялись, водворялись в жизнь, определены несколько десятков критических технологий, то есть абсолютно необходимых для развития страны, увеличения ВВП, качества жизни людей и так далее, — рассказал Сергей Попов. — Список этот, как вы знаете, достаточно большой, я остановлюсь на тех пунктах, которые так или иначе связаны с медициной: это биокаталитические, биосинтетические и биосенсорные технологии; биомедицинские и ветеринарные технологии; геномные, протеомные и постгеномные технологии; клеточные технологии; нано-, био-, информационные, когнитивные технологии; технологии биоинженерии, технологии снижения потерь от социально значимых заболеваний и многие другие».
Опираясь на данные отчета Всемирного экономического форума — 2023, ученый отметил глобальную неготовность к рискам следующего десятилетия. «Категории риска: экономика, окружающая среда, геополитика, общество и технологии, — перечислил С. Попов. — Еще один аспект касается поликризисов, возникающих, когда разрозненные кризисы взаимодействуют между собой таким образом, что их общее воздействие значительно превышает сумму каждого из них. Важно предпринимать шаги для того, чтобы бороться с этими поликризисами либо предвидеть и предотвращать их. Если же рассмотреть все глобальные кризисы, которые выделяют ученые в краткосрочной и долгосрочной перспективе, в каждом из них есть медицинская или, шире, биомедицинская составляющая».
Ландшафт глобальных рисков, по мнению академика Попова, глубоко взаимосвязан. Что касается медицинских, то на первый план выходят резкое ухудшение психического здоровья, рост инфекционных и хронических заболеваний. «Существуют системные проблемы, такие как рассинхронизация аналитической и синтетической науки: мы накопили огромное количество данных, и нужно понять, как их анализировать и работать с ними. Далее, разрыв между данными реальных клинических исследований и реальной клинической практикой. И наконец, стремление к тотальной цифровизации клинической и научной деятельности и трансграничность, — перечислил Сергей Попов. — В последнее время всё чаще задается вопрос, не слишком ли сильно мы спешим с цифровизацией? Удивительная ситуация, по моему мнению, сложилась в нашей стране в отношении клиники и здравоохранения: от нас требуют цифровизации всего и вся, но при этом нет нормальной медицинской информационной системы, которая служила бы единой базой для всей страны». Среди главных проблем отечественной медицинской практики С. Попов выделил следующие: малое количество собственных данных, их нестандартизированность, условия хранения и закрытость, а также разобщенность кадров и несоответствие образования мировому уровню. Что касается Сибирского региона, здесь на фоне общих трудностей выступают на первое место экстремальные климатические условия, низкие плотность населения региона, транспортная доступность и доступность медицинской помощи.
В завершение своего доклада академик Попов перечислил научные направления, в которых сибирским ученым удалось достичь значительных результатов. Это биомедицинские и ветеринарные технологии; геномные, протеомные и постгеномные технологии; клеточные технологии; нано-, био-, информационные, когнитивные технологии, а также технологии снижения потерь от социально значимых заболеваний. «В перечень компетенций научных организаций Сибирского отделения РАН медицинского профиля входят разработка технологий, обеспечивающих биомедицинскую безопасность азиатских территорий России; разработка технологий идентификации и исследование высокопатогенных вирусов, включая вирусы зоогенного происхождения, а также путей их распространения и методов борьбы с вирусными заболеваниями; разработка лекарственных средств, методов и технологий борьбы со специфическими для азиатской части России орфанными и редкими заболеваниями; разработка современных генетических и нейрофизиологических методов исследования социально значимых заболеваний и путей профилактики и борьбы с этими заболеваниями; разработка и производство фармацевтических средств и специальной медицинской техники для защиты и оказания помощи военнослужащим непосредственно в зонах боевых действий», — заключил С. В. Попов.
Директор Научно-исследовательского института комплексных проблем сердечно-сосудистых заболеваний (Кемерово) академик Ольга Леонидовна Барбараш отметила: «Многие глобальные вызовы Сергей Валентинович в своем выступлении осветил, я же тезисно расскажу о тех междисциплинарных взаимодействиях, которые мы реализовали в Кузбассе. Нашим брендом, как известно, стали изделия медицинского предназначения для сердечно-сосудистой хирургии, в первую очередь биологические протезы клапанов сердца».
Ольга Леонидовна акцентировала, что в реализации очень многих проектов и в разработках НИИ КПССЗ приняли участие научно-исследовательские организации, находящиеся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН. Среди них — Национальный медицинский исследовательский центр им. ак. Е. Н. Мешалкина, Институт физики прочности и материаловедения СО РАН (Томск), Институт лазерной физики СО РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н. Н. Ворожцова СО РАН, Институт химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН, Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН.
«Кардиологи отмечают, что пороки клапанов сердца в последнее время распространяются, — пояснила Ольга Барбараш. — Это связано как с увеличением продолжительности жизни пациентов, так и с улучшением методов диагностики: мы всё чаще и чаще видим людей преклонного возраста с пороками клапанов сердца, причем дегенеративного, а не ревматического характера, что мы наблюдали 50 лет назад у молодых пациентов. Золотым стандартом лечения такого рода заболевания является имплантация искусственного клапана сердца».
Академик О. Л. Барбараш рассказала об истории развития хирургического лечения пороков сердца: от создания механического искусственного клапана до разработки отечественных биологических протезов «Биопакс» (1980-е гг.), «КемКор» (1991—2006 гг.), «ПериКор» (2001—2009 гг.), «ЮниЛайн» (с 2008 г.). «Эпоксиобработанные ксеноперикардиальные биопротезы “ЮниЛайн” к шестому году наблюдения демонстрировали достоверно большую выживаемость (87,6 %), свободу от реопераций (94,2 %) и дисфункций (94,2 %) относительно ксеноаортальных аналогов “КемКор” и “ПериКор”, — отметила академик Барбараш. — Последняя наша разработка — ксеноперикардиальный биологический протез с каркасом переменной жесткости “ТиАра”». Постоянный индустриальный партнер НИИ КПССЗ — ЗАО «НеоКор», который выпускает не только биологические протезы, но и перикард в виде заплат, кольца, сосуды и много других изделий для сердечно-сосудистой хирургии.
«40-летний опыт в области фундаментальных исследований и прикладных разработок изделий медицинского назначения для сердечно-сосудистой хирургии позволяет нам находиться не на позициях импортозамещения, а на стадии импортопревосходства: 98 клиник России используют биологические протезы, которые создаются в Кемерове. 67 % всего российского рынка биопротезов — нашего производства. Если оценивать все биологические протезы отечественного происхождения, то 97 % из них произведены “НеоКор”. Плюс сегодня мы активно выходим на зарубежный рынок», — резюмировала Ольга Барбараш.
Завершая Общее собрание СО РАН, академик Валентин Пармон отметил традиционно высокий уровень представленных исследований и разработок и подчеркнул: «Такие научные сессии надо делать чаще, тем более что есть конкретные предложения по тематикам».
«Наука в Сибири»
Фото Полины Щербаковой, Елены Трухиной, Екатерины Пустоляковой, Андрея Соболевского, Юлии Поздняковой
