Технологии освоения минерально-сырьевой базы России, переработка тяжелой нефти, комбинаторная химия, искусственный интеллект в химической науке, повышение эффективности управления крупными научными проектами, взаимодействие с бизнесом и десятки других тем прозвучали в ходе второго дня XXII Менделеевского съезда по общей и прикладной химии, который проходит в эти дни на федеральной территории «Сириус».
С пленарным докладом о критических технологиях освоения минерально-сырьевой базы России выступил вице-президент РАН академик Сергей Алдошин. Он отметил, что технологический суверенитет нашей страны не может быть достигнут без отечественной минерально-сырьевой базы, а для её развития необходимо создать технологии прогноза и поиска месторождений, переработки высокотехнологичных видов сырья, а также запустить производство отечественного оборудования.
Большими темпами растет потребление лития в мире, заметил академик. В 2020 году этот показатель составил 70 тыс. тонн, в 2021 — уже 93 тыс. тонн. Прогноз к 2030 году — потребление будет на уровне 450 тыс. тонн., что в пересчете на карбонат лития, 2 млн тонн. «В 2021 году в России добывали только 1,5 тыс. тонн, и прогнозы на 2030 год составляют 7,5 тыс. тонн, хотя и планируется разработка месторождений, которые позволят довести выработку лития до 45 тыс. тонн», — добавил докладчик.
Области применения лития самые разнообразные — это чёрная и цветная металлургия, повышение пластичности и прочности стали, создание новых сплавов с магнием, алюминием и скандием для гражданской и военной авиации. Для лазеров используются монокристаллы фторида лития. «Литий — это материал, производством которого надо заниматься ускоренными темпами», — подчеркнул Сергей Алдошин.
Пленарная лекция профессора Мексиканского института нефти Хорхе Анчиты была посвящена научным исследованиям «подземной» переработки тяжелой нефти. На сегодняшний день наблюдается существенное снижение запасов легкой нефти в мире, при этом потребности в углеводородном сырье не перестают уменьшаться. Одним из решений этой глобальной проблемы является введение в разработку месторождений тяжелой нефти, на долю которой приходится более половины текущих ресурсов жидких углеводородов.
Хорхе Анчита совместно с научным коллективом Казанского федерального университета проводит целый спектр исследований по разработке научных основ технологии подземного облагораживания сверхвязкой нефти.
«Результаты технологии каталитического акватермолиза являются принципиально новыми и позволяют осуществлять преобразование тяжелых компонентов нефти на глубине сотен метров. Лишь несколько исследовательских групп в мире работают над этой темой. В рамках совместных исследований на базе Казанского федерального университета удалось достичь исключительных результатов, которые обладают не только теоретической значимостью, но и уже используются на практике на месторождениях России и Республики Куба», — поделился профессор Мексиканского института нефти.
Академик РАН Александр Габибов в ходе своего доклада рассказал, как комбинаторная химия соединяется с биологией. «Иммунология, казалось бы, область, исторически абсолютно приватизированная микробиологами, биологами, врачами. Но она имеет большое отношение к химии, потому что молекулярные механизмы, лежащие в основе области, химические. То, что нам даёт иммунология — огромное многообразие молекул, способы изменчивости которых уже закодированы в этих молекулах — это материальная основа исследований, которые проводятся в комбинаторике», — отметил ученый.
Также в докладе он затронул тему CAR-T-терапии. По словам академика, можно извлечь Т-клетки ракового больного и «проинженерить» их так, чтобы они целенаправленно воздействовали на определённый тип раковых клеток. У этой перспективной технологии есть ряд ограничений: в частности, то, что Т-клетки из организма не выводятся. Вместе с тем есть химический механизм их нейтрализации после того, как они выполнят свою функцию.
Интеграции инструментов искусственного интеллекта в химию был посвящен доклад академика РАН Валентина Ананикова. В ходе выступления он рассказал, что лишь 5 % физико-химических исследований публикуются, остальные 95 % превращаются в «спящие» данные, а затем и вовсе теряются. Это часть важной проблемы современной химии — при высокой скорости накопления данных (1 Тб в год для активных проектов) наблюдается низкая эффективность их использования. Причина в том, что обработка данных осуществляется вручную.
Внедрение ИИ в химические исследования позволит упростить и масштабировать работу с данными, считает ученый. «Нам нужны универсальные методологии для масштабного изучения химических реакций», — сказал Валентин Анаников.
Также он выделил 20 востребованных областей применения технологий ИИ. Подборка была сформулирована нейронными сетями, которые проанализировали порядка 100 тыс. статей, что вручную сделать было бы невозможно, подчеркнул докладчик.
Одна из областей применения — использование методов машинного обучения и глубокого обучения в процессе поиска новых лекарств. Основная идея заключается в применении алгоритмов искусственного интеллекта для предсказания взаимодействия различных химических структур с биологическими мишенями, такими как белки или ДНК, которые связаны с заболеваниями. Способность к прогнозированию крайне важна для выявления соединений, благоприятно воздействовующих на эти мишени, что может привести к созданию новых методов лечения, говорится в докладе.
«Это самая ожидаемая, но наиболее дискутируемая область применения ИИ в медицине», — подчеркнул учёный.
Кроме того, участники съезда обсудили повышение эффективности управления крупными научными проектами. В ходе круглого стола «Модернизация системы управления крупными научными проектами: преодоление барьеров и повышение эффективности» химики озвучили проблемы, с которыми они сталкиваются на этапах подготовки и реализации крупных научных проектов, и предложили пути их решения. Председателем круглого стола выступил заместитель президента РАН академик Аслан Цивадзе, модерировал круглый стол академик РАН Вадим Кукушкин.
«Важно показать, как можно трансформировать соглашения, положения, порядки проведения, чтобы крупные научные проекты были выполнены на высоком научно-техническом уровне <…> Заявить проблемы на начальном этапе формирования проектов, чтобы в последующем Министерство науки и высшего образования Российской Федерации могло внести изменения в те или иные положения, связанные с реализацией этих проектов, очень важно», — сказал академик РАН Олег Синяшин.
Позицию министерства представила заместитель директора Департамента государственной политики в сфере научно-технологического развития Министерства науки и высшего образования Российской Федерации Елена Грузинова и прокомментировала прозвучавшие предложения. «Такой диалог необходим, он снимает большое количество проблем, которые возникают в отчётном периоде. Мы всегда открыты для диалога <…> чтобы где-то не перегрузить, но соблюсти грань законодательства по исполнению федерального бюджета», — отметила Елена Грузинова.
В России есть научные организации, которые умеют работать с бизнесом, их опыт необходимо детально изучить и масштабировать. К такому выводу пришли участники организованного профессорами РАН круглого стола «О механизмах взаимодействия фундаментальной науки и реального сектора экономики», который прошёл в рамках съезда.
Представители компаний «Сибур» и «Уралхим» поделились опытом взаимодействия с лабораториями РАН и МГУ, в том числе с Передовой инженерной школой МГУ, и в плане разработки отечественных технологий масштабного производства химических соединений на мировом уровне, и в плане выстраивания диалога между учёными и бизнесменами буквально со школьной скамьи, через проектные смены в ОЦ «Сириус», студенческие конкурсы и школы кадрового резерва. Научный руководитель химического факультета МГУ, вице-президент РАН академик Степан Калмыков подчеркнул, что процесс это долгий, и нужен далеко не один год, чтобы даже к авторитетному учёному начали прислушиваться бизнес-структуры.
Как отметил в заключительной речи заместитель министра науки и высшего образования РФ Денис Секиринский, озвученный на круглом столе опыт просто необходимо детально изучить и масштабировать.
Менделеевские съезды — научные форумы с международным участием в области фундаментальной и прикладной химии. Они проводятся с интервалом в 4–5 лет и охватывают основные направления развития химической науки, технологии и промышленности.
В этом году в форум приурочен к 300-летию Российской академии наук и 190-летию Дмитрия Ивановича Менделеева. В нём принимают участие почти четыре тысячи специалистов химической науки и образования, в том числе около 200 международных участников из 38 стран мира.
