Планируемые результаты проекта

Загрузка ...

Исследование законов, закономерностей и корпоративных механизмов квантовых процессов динамики плазмидов, обеспечивающих обмен энергией, энтропией и информацией в открытых наноструктурах живых систем и адаптивных функциональных материалов.
Разработка метода кибернетического дизайна архитектур адаптивного управления нано- и биотехнологиями, создания программируемых квантовых компьютеров и адаптивных биомиметических механизмов.
Использование достижений нанотехнологий в области практического моделирования биологических процессов и принципиальное усовершенствование молекулярно-генетических методик.
Экспериментальным и теоретическим путем разработать систему научных знаний фундаментального характера о механизмах роста углеродных наночастиц с кристаллической решеткой алмаза в условиях структурирования кристаллической среды некоторых металлов и интерметаллических соединений.
На основе полученных фундаментальных знаний разработать принципы управления процессом роста наночастиц детонационного алмаза до макроскопического масштаба и их консолидации в поликристаллический наноструктурный агрегат.
Разработать технологические подходы к проблеме роста наночастиц детонационного алмаза и формированию поликристаллического наноструктурного агрегата и разработать соответствующие технологии, позволяющие получать порошковый продукт селективной дисперсности и компактный поликристаллический наноструктурный материал.
Разработать химические технологии генезиса нанослоевых интерфейсных структур полупроводник - металл в мягких условиях халькогенной пассивации поверхности полупроводник n-типа. Закономерности формирования резистивной наноскопической границы раздела в зависимости от условий халькогенной пассивации поверхности полупроводника и электрохимического осаждения металлов.
Разработать химические технологии получения наноуглеродных аккумуляторов водорода с высокой емкостью и обратимостью по водороду, а также высокой адаптивностью к условиям их синтеза и эксплуатации.
Исследовать биомиметические механизмы и устройства в целях моделирования in vitro и управления внутриклеточными процессами.
Проведение исследований в области 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. Планируется выявить видоспецифичные участки хромосомной ДНК, построить дендрит родства видов, проверить на соответствие устоявшемуся в анатомо-морфололгической ботанике концепции данных видов.
- Анализ хлоропластной ДНК и сравнительный анализ нуклеотидной последовательности tRNLeu-фрагмента некоторых видов родов семейств Asteraceae, Brassicaceae, отдела Pteridophyta и лишайников, что позволит построить надвидовую классификационную схему данных групп растений.
Исследования в области размножения дикорастущих растений Алтая, а также перспективных сортов культурных растений с помощью методов биотехнологии. Предполагается продолжение исследований в области разработки методов размножения растений из культур тканей вегетативных и генеративных органов.
Разработать новый способ получения целлюлозы из древесины, способ получения нитратов целлюлозы непосредственно из древесины, способы получения высокомолекулярных композиций из карбоксиметиловых или фосфорсодержащих эфиров целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина, непосредственно из древесины, способы получения из отходов древесины пресс-масс для изготовления плитных материалов без добавления связующих веществ.
Проведение научных исследований учеными, аспирантами и студентами:
- организация научных исследований с участием аспирантов и студентов;
- поддержка подготовки методических пособий, внедрения перспективных методик в образовательный процесс.
- Учитывая специфичность предмета исследований, ожидается высокая перспективность вновь создаваемой интеллектуальной собственности в области патентования.

Требования к результатам работ

В результате выполнения проекта будут получены научные и научно-технические продукты, лежащие в конвергентной области развития двух приоритетным направлений "Индустрия наносистем и материалы и "Живые системы" по критическим технологиям: Нанотехнологии и наноматериалы, Технологии биоинженерии. К ним в проекте относятся:

Сверхскоростные нанотехнологии самосборки, самоорганизации и саморепарации конструктивных элементов наноидустрии и живых систем.
Интеллектуальные наноматериалы и кибернетические наноустройства (нанороботы), биомиметика.
Химические и электрохимические технологии создания электронной компонентной базы с высокой адаптивной резистивностью к внешним механическим, тепловым и электрохимическим воздействиям среды.
Принципиально новые нанотехнологии создания аккумуляторов водорода с высокой емкостью и обратимостью по водороду, а также высокой адаптивностью к условиям их синтеза и эксплуатации.
Разработка молекулярно-генетических методик и их внедрение с целью выявления биологического разнообразия России.
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.
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
Принципиально новые нанотехнологии получения металлоалмазного композита широкого применения, не требующую дорогостоящих установок высокого давления.
Принципиально новые нанотехнологии получения поликристаллического наноструктурного алмазного агрегата.
Создание принципиально нового материала - 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.

Работы должны содержать новые научные и научно-технические результаты, имеющие должную апробацию на уровне публикаций в ведущих научных журналах, докладов на международных и российских конференциях, или соответствующих авторских свидетельств и патентов.

На основе проведённых в первые два года исследований планируется выполнения в дальнейшем ряда НИОКР в области "Нано-Био-Инжиниринга" на базе предприятий Западной Сибири. При этом результаты работ имеют перспективы быть востребованными в ряде ниже следующих структурах.
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 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.