• Главная
• Новости
• Химия: элементы будущего

Технологии, на которые стоит обратить внимание"ото: Анатолий Жданов, Коммерсантъ"ченые Менделеевского университета (РХТ" им.

Д. И. Менделеева) определили несколько прорывных химических технологий и направлений, которые обладают важнейшим прикладным потенциалом.

Особого внимания заслуивают разработки в областях малотоннажной химии, фармацевтики, сверхкритических технологий, новых материалов для микроэлектроники и биотехнологий.

Исследователи уверены, что в условиях современных вызовов такие разработки могут иметь решающее значение для научно-технологического развития России.

Химический комплекс России в последние несколько лет продолжал рост, который не прекращался и во время пандемии.

Даже в столь непростой период производство химических веществ и продуктов в нашей стране выросло на 2,4%.«Химия — поистине универсальная наука, обобщающая все отрасли промышленности и сферы жизни человека.

Мы живем в мире, пропитанном химической наукой и сотканном из химических веществ.

Она присутствует в любых технологических процессах, будь то книгопечатание или производство смартфонов, пищевая или автомобильная промышленность, медицина, космос, электроника, биотехнологии, фармацевтика.

Все высокотехнологические отрасли базируются на химических процессах и материалах.

Химия в настоящее время становится метанаукой, и, несмотря на то что приставка “мета” для химиков носит вполне определенный смысл, “метапредметность” химии важна и видна.

И значение химии как науки в экономике страны будет только расти»,— считает и. о. ректора РХТ" им.

Д. И. Менделеева, д. т. н., профессор Илья Воротынцев.

Сейчас отечественной индустрии особенно нужны новые драйверы роста и технологические решения.

И они существуют, считают ученые Менделеевского университета.

Эксперты рассказали о наиболее перспективных, устремленных в будущее химических технологиях.

Малотоннажная химияК сектору малотоннажной химии в России принято относить предприятия по выпуску продукции до 10 тыс. тонн в год.

Это производство товаров бытовой химии и растворителей, химических реактивов, катализаторов и многих других продуктов, требующихся в небольших количествах.

Традиционно спрос на малотоннажную продукцию удовлетворяется в основном за счет поставок из-за границы.

В Менделеевском инжиниринговом центре РХТ" полагают, что малотоннажная химия может внести значительный вклад в рост российского ВВП в силу своей наукоемкости и глобальной конкурентоспособности.

Для этого предлагается организационное структурно-технологическое решение: создание многоассортиментных гибких производственных площадок модульного типа, объединенных в технопарки.«В отличие от заводов классического типа, каждая из таких площадок может производить в год сотни различных актуальных наименований продукции, наиболее востребованных на рынке.

Многоассортиментные площадки предоставляют возможность оперативного включения в производственный план продукции, требуемой в соответствии как с рыночной потребностью, так и с госзаказом»,— комментирует директор Менделеевского инжинирингового центра РХТ" Ратмир Дашкин.

Особой эффективности такие модульные площадки могут достигать именно при объединении в химические технопарки, считает специалист.

В качестве примера он приводит инновационный научно-технологический центр «Долина Менделеева» в Тушинском комплексе РХТ", решение о создании которого было принято еще в конце 2019 года.

Этот технопарк становится универсальной платформой, где на одной площадке соседствуют научно-технологический и производственный кластеры, объединяющие R&D-подразделения крупных компаний, средние и малые инновационные компании.

Он же обеспечивает доступ к поддерживающей инфраструктуре для создания и вывода на рынок новых продуктов.

Это адаптивные реакторные залы, центры испытаний и сертификации, центры коллективного пользования, инжиниринговые центры, склады прекурсоров, отделы проектирования, сервисно-инженерные службы и т. п.

Аналогичный проект, площадка «умной» химии и композитных материалов, обеспечивающих одновременно импортозамещение и формирование новых рынков, стартует и в Тульской области.

Это инновационный научно-технологический центр «Композитная долина».

\"армацевтические химические технологииОсновная цель медицины и фармацевтики — лечить болезни, увеличивать продолжительность жизни и повышать ее качество.

На сегодняшний день науке известно многое о человеческом организме, мы обладаем мощными инструментами для борьбы с разными болезнями.

Результаты лечения станут еще лучше, когда ученые смогут минимизировать побочные эффекты лекарств, выявлять болезни раньше и точнее определять круг пациентов, которые с наибольшей вероятностью получат пользу от конкретной схемы лечения, отмечают в РХТ".

К неотложным задачам фармацевтики относятся создание и производство высоко эффективных, селективно действующих и безопасных лекарств и диагностических препаратов.

Персонализированная медицина, новые иммунотерапии рака, генная терапия, big data, удаленный мониторинг и искусственный интеллект (ИИ) — это технологические достижения, создающие благодатную почву для расцвета фармацевтических и медицинских технологий.«Когда мы думаем о будущем медицины, то обычно представляем себе футуристические компьютеры с искусственным интеллектом, органы, напечатанные на 3D-принтерах и роботов-хирургов.

Новые методы, применяемые для создания лекарств, не менее интересны и амбициозны»,— считает профессор кафедры химии и технологии биомедицинских препаратов РХТ", д. х. н.

Светлана Гельперина.

Цифровые технологии в фармацевтикеДля рационального создания лекарств необходимо использовать многочисленные источники научных и медицинских данных.

Длительный и трудоемкий процесс дизайна и разработки лекарств можно ускорить и усовершенствовать с помощью суперкомпьютеров, которые позволяют обрабатывать огромные массивы данных.

Искусственный интеллект моделирует взаимодействие мишени и потенциальных лекарственных веществ и способен быстро генерировать тысячи потенциально активных химических структур, многократно ускоряя процесс открытия эффективных лекарств.

По мнению Светланы Гельпериной, для эффективного использования big data нужен мультимодальный ИИ, который выведет исследователей на новый рубеж в обнаружении путей развития заболеваний, а также персонализации лечения и прогноза для пациентов.

Квантовые вычисления в фармацевтикеПрименение вычислительных методов для поиска лекарств само по себе не новость.

Но использование сверхэффективных квантовых компьютеров для выявления ранее неизвестных соединений только недавно стало перспективной областью.

В то время как классические компьютеры используют биты, квантовые компьютеры используют кубиты, которые могут быть либо включены, либо выключены, либо и то, и другое, что известно как суперпозиция.

Это свойство позволяет значительно ускорить и оптимизировать тестирование и прогнозирование, и это делает технологию особенно перспективной для поиска лекарств.

НанофармацевтикаАктуальность создания принципиально новых препаратов, отличающихся более высокой селективностью, послужила стимулом для разработки подходов к созданию систем направленной доставки лекарственных веществ на основе разнообразных наноносителей.

Использование наноносителей позволяет существенно изменять профиль распределения лекарства в организме и оптимизировать его действие — в частности, получить препараты с улучшенным профилем безопасности.

Сейчас наночастицы используют также в производстве вакцин.

Нанофармацевтика будет играть все более важную роль и в лечении онкологических заболеваний.

БиотехнологииОсобая роль в развитии химических технологий — у перспективных биотехнологических направлений, считают менделеевцы.

Редактирование генов (вставка, удаление, модификация или замена ДНК в геноме) является многообещающим и относительно новым подходом к лечению генетических заболеваний.

Огромный потенциал содержит изучение микробиома и его роли в здоровье человека.

Это знание позволит разработать множество новых способов лечения или выявить новые мишени для малых молекул.

В частности, речь идет об установлении связей между деятельностью мозга и кишечником, а также между сердечными заболеваниями и кишечником.

Открытия в этой области могут привести к прорыву в лечении желудочно-кишечных заболеваний, неврологии и сердечно-сосудистой терапии.«Однажды мы сможем использовать микробиом в профилактических целях.

Например, модифицируя определенные бактерии для профилактики артрита или депрессии»,— уверена Светлана Гельперина.

Пробиотические функциональные напитки и ингредиенты на основе зернового сырьяРазработка предназначена для пищевой и фармацевтической биотехнологии и относится к способам получения пробиотиков на основе растительного сырья.

Технология позволяет производить функциональные напитки на основе молочнокислых бактерий с содержанием живых пробиотических микроорганизмов не менее 100 млн живых клеток в 1 мл и лиофилизат бифидобактерий с содержанием не менее 10 млрд живых клеток в 1 г.«В отличие от большинства известных технологий, здесь не используются продукты животного происхождения, а основную массу составляет зерновое сырье (зерно пшеницы, ржи, ячменя и других злаков).

Это делает продукцию пригодной для групп со специфическими предпочтениями и алиментарными расстройствами (например, непереносимостью лактозы).

Также мы проводим научно-исследовательскую работу по созданию технологии получения пептидов с антимикробным действием с помощью молочнокислых бактерий»,— рассказывает заведующий кафедрой биотехнологии РХТ", д. т. н.

Виктор Панфилов.

Перевязочные материалы, содержащие белковые лекарственные препаратыДля лечения гнойно-некротических и ожоговых ран различного происхождения менделеевцами разработана технология получения новых перевязочных материалов — ранозаживляющих биодеградируемых на основе модифицированных полисахаридов, различных полиферментных комплексов и терапевтических агентов.

Выпускаемые медицинские изделия — раневые покрытия нового типа.

Они позволяют снизить лекарственную нагрузку до 10–30 раз, сокращают сроки заживления ран в 1,5–2 раза, не вызывая аллергических реакций.

Виктор Панфилов отмечает, что прямых мировых аналогов такое изобретение не имеет.

Соевые изофлавоноидыВ числе прочих биотехнологий РХТ" ученые отмечают способ получения очищенной фракции соевых изоф

Источник: ИКАР. Институт Конъюнктуры Аграрного Рынка