рственной политики, нацеленной на предотвращение деградации окружающей среды. Одно из ключевых направлений "зеленой химии" будущего - создание биоподобных химических технологий с использованием самособирающихся сложных систем и материалов. Динамическая самоорганизация смесей химических компонентов в сложные системы от наноразмерных до макроскопических по аналогии с биологической сборкой станет основой технической революции в химическом производстве. Новые принципы химического преобразования вещества, основанные на переходе от синтеза соединений, нуждающихся в выделении и очистке, к "самооптимизирующемуся" целевому синтезу готового продукта, поднимут эффективность химического производства на принципиально новый уровень и одновременно снизят нагрузку на окружающую среду.
Важными задачами остаются социально ориентированная разработка новых материалов и технологий их производства, создание эффективных систем защиты граждан от терроризма, несчастных случаев, преступлений и болезней, минимизация урона в случае техногенных катастроф. Исследования в этой области будут нацелены на создание высокоселективных сенсоров и тест-систем для идентификации опасных веществ и организмов, быстрого и надежного обнаружения токсичных и опасных химических веществ, а также взрывчатых веществ.
К прорывным направлениям будет относиться разработка соединений и материалов с заданными свойствами, инновационных материалов для обеспечения материальной основы информационных технологий, которые определяют успехи инновационной промышленности. "Биоподобная" стратегия химического синтеза в сочетании с методами хемоинформатики и быстрого скрининга открывает возможность для получения принципиально новых, адаптивных, самовосстанавливающихся умных "материалов-устройств", "материалов-гибридов", сочетающих в себе органические и неорганические соединения, и молекулярных машин, интегрированных с нейронными сетями и системами машинного обучения. Следствием развития химии самосборки станет создание компактных, программируемых, универсальных синтезаторов материалов, способных производить функционально различные материалы из одного и того же набора стартовых компонентов и адаптировать конечный продукт под конкретную задачу.
Одним из ключевых направлений фундаментальных исследований в химии станут химические проблемы получения и преобразования энергии, использования альтернативных и возобновляемых источников энергии. В условиях растущей конкуренции за энергетические ресурсы и уменьшения глобальной ресурсной базы актуальным будет развитие "зеленой" энергетики на основе возобновляемой дешевой энергии с новыми способами ее производства, хранения и транспортировки. Современные способы производства и использования энергии, основанные на потреблении конечных ресурсов и природных ископаемых планеты, создают экологическое давление на окружающую среду и человечество. Эффективной альтернативой ископаемому топливу, наряду с атомной энергетикой, станет использование топливных элементов различных типов на основе водорода, использование неисчерпаемой энергии солнечного света и применение сверхпроводников, которые позволят существенно снизить потери при передаче и повысить эффективность распределения энергии.
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований
Направление фундаментальныхи поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковых научных исследований |
| 2.2.1. Фундаментальные основы химии | 2.2.1.1. Природа химической связи, реакционной способности, механизмов реакций, физико-химических свойств веществ |
| 2.2.1.2. Новые атом- и энергосберегающие методы синтеза химических веществ | |
| 2.2.1.3. Биологически активные органические соединения | |
| 2.2.1.4. Новые полимерные, композитные, нано- и сверхтвердые материалы | |
| 2.2.1.5. Процессы горения и взрыва | |
| 2.2.1.6. Новые соединения радиоактивных элементов | |
| 2.2.1.7. Фундаментальная химия и химическая технология платиновых металлов и их соединений | |
| 2.2.1.8. Химия соединений редкоземельных металлов | |
| 2.2.2. Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистыхи наноматериалов | 2.2.2.1. Фундаментальные основы получения новых металлических, керамическихи углеродсодержащих композиционных материалов |
| 2.2.2.2. Методы и технологии получения неорганических, органических и гибридных наноматериалов и композитных наноматериалов для альтернативной энергетики | |
| 2.2.2.3. Физико-химические основы синтеза функциональных материалов для различных областей современной техники | |
| 2.2.2.4. Новые материалы и технологиив интересах развития Арктической зоны Российской Федерации | |
| 2.2.2.5. Твердофазные и иные безрастворные методы синтеза, модифицированияи выделения полимеров | |
| 2.2.2.6. Материалы, включая наноматериалы, на основе платиновых металлов для широких практических приложений | |
| 2.2.2.7. Новые функциональные материалына основе соединений редкоземельных металлов | |
| 2.2.3. Физико-химические основы рационального природопользованияи охраны окружающей среды на базе принципов "зеленой химии"и высокоэффективных каталитических систем, создание новых ресурсо-и энергосберегающих металлургическихи химико-технологических процессов, включая углубленную переработку углеводородногои минерального сырья различных классов, бытовых и техногенных отходов, а также новые технологии переработки облученного ядерного топлива и обращенияс радиоактивными отходами | 2.2.3.1. Физико-химические основы новых экологически безопасных и безотходных технологий для разделения и извлечения стратегически важных металлов |
| 2.2.3.2. Высокотехнологичные методы мониторинга и контроля окружающей среды | |
| 2.2.3.3. Технологии создания различных типов нержавеющих, коррозионно-, износо-и хладостойких сталей | |
| 2.2.3.4. Технологии глубокой переработки различных видов углеродного сырья | |
| 2.2.3.5. Энерго- и ресурсосберегающие технологии получения конверсионных полимерных покрытий | |
| 2.2.3.6. Технологии получения веществ высокой чистоты и продуктов с высокой добавленной стоимостью | |
| 2.2.3.7. Технологии переработки отработанного ядерного топлива | |
| 2.2.3.8. Технологии производства новых видов ядерного топлива | |
| 2.2.3.9. Физикохимия радионуклидов | |
| 2.2.3.10. Экологически безопасныеи ресурсосберегающие методы обработки целлюлозы и других возобновляемых полимеров | |
| 2.2.3.11. Экологически безопасные методы переработки полимерных отходов | |
| 2.2.3.12. Бесхлорные методы синтеза органических, элементоорганическихи неорганических соединений и полимеров | |
| 2.2.3.13. Цифровые комбинаторные методы получения новых полимерных материалов | |
| 2.2.3.14. Эффективная переработка минерального сырья и рециклинга платиновых металлов | |
| 2.2.3.15. Методы выделения и разделения редкоземельных металлов | |
| 2.2.4. Химические проблемы полученияи преобразования энергии, фундаментальные исследования в области использования альтернативныхи возобновляемых источников энергии | 2.2.4.1. Фундаментальные основы электрохимических накопителей энергии |
| 2.2.4.2. Материаловедческие основы водородной энергетики | |
| 2.2.4.3. Фундаментальные основы конверсии солнечного излучения в электричество | |
| 2.2.4.4. Фундаментальные основы материаловедения энергогенерирующихи энергоаккумулирующих устройств | |
| 2.2.5. Фундаментальные физико-химические исследования механизмов физиологических процессов и создание на их основе фармакологических веществ и лекарственных форм для лечения и профилактики социально значимых заболеваний | 2.2.5.1. Инновационные лекарственные средства и вакцины |
| 2.2.5.2. Методы химического конструирования молекулярных сенсоров и индикаторовдля диагностики социально значимых заболеваний человека | |
| 2.2.5.3. Новые методы медицинской химии | |
| 2.2.5.4. Методология химико-биологического скрининга для оценки новых лекарственных средств | |
| 2.2.5.5. Системы адресной доставки лекарственных препаратов | |
| 2.2.5.6. Радиофармацевтические препаратыдля диагностики и терапии | |
| 2.2.5.7. Новые типы биоматериалов | |
| 2.2.5.8. Научные основы полученияи применение соединений платиновых металлов для сенсорных, биологическихи медицинских приложений | |
| 2.2.6. Фундаментальные исследованияв области химиии материаловеденияв интересах обороныи национальной безопасности страны | 2.2.6.1. Энергонасыщенные материалы |
| 2.2.6.2. Компонентная база топлива нового поколения | |
| 2.2.6.3. Методы расчетно-экспериментального моделирования процессов горения топлива | |
| 2.2.6.4. Новые методы получения твердых ракетных топлив и взрывчатых составовс улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе аддитивных технологий, волнового воздействия и сверхкритических флюидов | |
| 2.2.6.5. Новые аппаратно-вычислительные комплексы на основе наноразмерных сенсоровс целью экспрессной идентификации отравляющих и токсичных веществ | |
| 2.2.7. Химическиеи физико-химические процессы и материалыдля сферы информационных технологий | 2.2.7.1. Материалы для устройств электроникии фотоники |
| 2.2.7.2. Материалы и функциональные структуры для оптики | |
| 2.2.7.3. Органические и неорганические мемристоры | |
| 2.2.7.4. Фоторезисты для нанолитографии | |
| 2.2.7.5. Летучие металлорганические соединения - прекурсоры материалов для микро- и радиоэлектроники | |
| 2.2.7.6. Материалы для органическойи гибридной электроники | |
| 2.2.7.7. Материалы для мягкой робототехники |
Направление науки: 2.3. Науки о Земле
Основные научные задачи и ожидаемые прорывные результаты до 2030 года
Новые фундаментальные знания постоянно формируют базис для развития наук о Земле и одновременно способствуют решению важнейших задач, среди которых расширение минерально-сырьевой базы, поиск и разведка твердых, жидких и газообразных стратегически важных полезных ископаемых, безопасная и ресурсосберегающая разработка их месторождений, глубокая переработка минерального сырья с учетом комплексного содержания ценных компонентов, прогноз и предупреждение опасных катастрофических природных и техногенных явлений, адаптация к изменениям окружающей среды и климата.
Геология, геофизика, геохимия, геоэкология, география, науки об атмосфере и климате играют огромную роль в выполнении задач, поставленных в Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации, утвержденной Указом Президента Российской Федерации от 28 февраля 2024 г. № 145 "О Стратегии научно-технологического развития Российской Федерации", в области поиска, добычи и переработки углеводородов и минерального сырья, экологии и снижения негативного воздействия человека на окружающую среду и климат.
Российская Федерация обладает огромными запасами природных богатств, от рационального и научно обоснованного использования которых зависит настоящее и будущее нашей страны. В связи с этим необходимо наращивание региональных геологических исследований в целях расшифровки строения и эволюции крупных сегментов складчатых поясов и платформ в отношении перспективных видов минерального сырья, а также в целях разработки новых эффективных, экологически безопасных технологий поиска, разведки и разработки месторождений полезных ископаемых, в том числе в арктических условиях.
Важным является получение новых фундаментальных результатов в области происхождения жизни, кризисов в эволюции биосферы Земли, седиментационных процессов в океанических, окраинно-морских и континентальных бассейнах.
Исследования минералогии и петрологии магматических, метаморфических, метасоматических и рудно-магматических систем, а также элементной и изотопной геохимии и геохронологии служат фундаментальной основой для всех геологических и минерагенических работ. Разностороннее развитие этих направлений является главным фактором прогресса знаний в науках о Земле. Для понимания процессов формирования и эволюции Земли большое значение имеют процессы, протекающие в мантии, при взаимодействии коры и мантии, мантии и ядра. Одной из важных задач является изучение глубинного вещества Земли, поступающего на поверхность, - ксенолитов мантийных пород и минералов, расплавных и флюидных включений в магматических породах. Исследования вещества метеоритов, планет и их спутников, позволяют проводить реконструкции химического состава, возраста и условий формирования самых ранних стадий эволюции Земли, а также способствуют человечеству осваивать внеземные объекты.
Для развития фундаментальных основ прогноза и раннего предупреждения природных катастроф важными являются наземный и спутниковый мониторинг активных геодинамических процессов (землетрясения, вулканизм, оползни, карст, цунами, лавины и др.) , совершенствование методов их изучения и моделирования, включая моделирование опасных морских явлений и оценку их воздействия на прибрежную инфраструктуру. Прогресс в этой области может быть достигнут путем анализа больших массивов наземных и спутниковых геолого-геофизических, географических и геодезических данных с применением системного анализа, математического моделирования, цифрового картографирования, машинного обучения и искусственного интеллекта.
Важной задачей является изучение состава, структуры и динамики атмосферы (включая ионосферу и магнитосферу) , в частности развитие теоретических методов описания, диагностики и прогнозирования процессов в атмосфере и экстремальных явлений. Регистрация и изучение магнитных бурь и их характеристик - амплитуды, интенсивности, момента начала бури и ее длительности.
В условиях меняющегося климата важнейшим направлением является оценка региональных и глобальных климатических изменений, структура и прогноз состояния криосферы, в том числе многолетнемерзлых толщ и криогенных ландшафтов. В условиях антропогенных загрязнений и климатических изменений фундаментальное значение имеет повышение эффективности использования водных ресурсов суши с целью обеспечения населения страны чистой питьевой водой и прогнозирование изменений состава воды. Для решения геоэкологических проблем важным является оценка воздействия промышленных и бытовых объектов на загрязнение природной среды Российской Федерации.
Перечень приоритетных направлений фундаментальных и поисковых научных исследований
Направление фундаментальныхи поисковых научных исследований | Раздел фундаментальных и поисковых научных исследований |
| 2.3.1. Геофизика | 2.3.1.1. Геофизические методы изучения строения, вещественного состава земных недр и глубинных процессов, взаимодействие геосфер |
| 2.3.1.2. Геофизические поля, модели строенияи эволюции Земли и планет | |
| 2.3.1.3. Происхождение и эволюция геомагнитного поля | |
| 2.3.1.4. Геофизические методы поискови разведки полезных ископаемых | |
| 2.3.1.5. Сейсмология и методы сейсмической томографии | |
| 2.3.1.6. Природные катастрофические явления, оценка и прогноз цунами-, сейсмическойи вулканической опасности | |
| 2.3.2. Геология | 2.3.2.1. Эволюция Земли в процессеее геологической истории, ранняя история Земли |
| 2.3.2.2. Стратиграфия и геологическая корреляция, палеонтология | |
| 2.3.2.3. Литология | |
| 2.3.2.4. Строение и эволюция глобальныхи региональных тектонических структур | |
| 2.3.2.5. Неотектоника и современные геодинамические процессы | |
| 2.3.2.6. Геология и полезные ископаемые океанов и морей | |
| 2.3.2.7. Математическое моделирование геодинамических процессов | |
| 2.3.3. Минералогияи петрология | 2.3.3.1. Минералогия и кристаллохимия |
| 2.3.3.2. Магматическая петрология | |
| 2.3.3.3. Метаморфическая петрология | |
| 2.3.3.4. Метасоматические процессы | |
| 2.3.3.5. Экспериментальная минералогияи петрология | |
| 2.3.3.6. Современный вулканизм, состав магми продуктов вулканических извержений, моделирование физико-химических процессов | |
| 2.3.4. Геохимияи космохимия | 2.3.4.1. Химический состав Земли и ее оболочек |
| 2.3.4.2. Изотопная геохимия и геохронология | |
| 2.3.4.3. Формирование и эволюция внеземного вещества, Луны, планет и малых тел Солнечной системы | |
| 2.3.4.4. Геохимия органического вещества, геохимия осадконакопления в Мировом океане | |
| 2.3.4.5. Биогеохимия и эволюция биосферы | |
| 2.3.5. Геология твердых полезных ископаемых | 2.3.5.1. Закономерности образованияи размещения твердых полезных ископаемыхв различные периоды истории Земли |
| 2.3.5.2. Эндогенное рудообразование (металлогенические провинции, эпохии рудные месторождения - от генетических моделей к прогнозу минеральных ресурсов) | |
| 2.3.5.3. Флюидно-магматические и флюидно-метаморфогенные системы и процессы рудообразования | |
| 2.3.5.4. Экзогенное рудообразование (условия формирования кор выветривания, осадочныхи россыпных рудных месторождений) | |
| 2.3.6. Геология жидкихи газообразных полезных ископаемых (нефть, газ, водород, гелий, металлоносные рассолы) | 2.3.6.1. Геолого-тектонические обстановкии физико-химические условия формирования жидких и газообразных полезных ископаемых |
| 2.3.6.2. Методы прогноза и оценки энергоресурсов (углеводородное сырье, водород) и сопутствующих стратегически ценных жидких минеральных компонентов на больших глубинах | |
| 2.3.6.3. Углеводородные ресурсы арктического шельфа и сопредельных территорий суши | |
| 2.3.6.4. Новые экономически эффективные, экологически безопасные, ресурсосберегающие инновационные технологии поисков, разведкии разработки месторождений углеводородов | |
| 2.3.7. Горные науки | 2.3.7.1. Геомеханика, гидро-, газо-и термодинамика горных пород, физико-химические свойства и разрушение геоматериалов |
| 2.3.7.2. Комплексная, технологически эффективная и экологически безопасная добыча, обогащение и глубокая переработка минерального сырья | |
| 2.3.7.3. Моделирование горнотехнических систем и процессов техногенного преобразования недр | |
| 2.3.7.4. Методы мониторинга опасных техногенных процессов, обеспечение безопасного ведения горных работ | |
| 2.3.7.5. Захоронение радиоактивныхи токсичных отходов, разработка и внедрение экологически безопасных и эффективных способов обращения с опасными отходами | |
| 2.3.8. Океанология | 2.3.8.1. Физика океана |
| 2.3.8.2. Взаимодействия в системе"атмосфера - океан - суша" | |
| 2.3.8.3. Осадконакопление в океане | |
| 2.3.8.4. Химия океана | |
| 2.3.8.5. Биоокеанология, морские экосистемыи биологическая продуктивность | |
| 2.3.8.6. Методы, технологии и аппаратура морских исследований | |
| 2.3.8.7. Опасные процессы, связанные с океаном (системы мониторинга, прогноз и адаптация) | |
| 2.3.9. Науки об атмосфере и климате | 2.3.9.1. Физика атмосферы |
| 2.3.9.2. Химия атмосферы | |
| 2.3.9.3. Диагностика, моделированиеи прогнозирование изменений климата | |
| 2.3.9.4. Взаимодей |