Дизайн химических продуктов и
материалов с заданными свойствами
- Состав
Дизайн новых химических
продуктов и материалов с заданными свойствами
включает следующие направления:
- формирование банков данных известных структур
и свойств выбранных классов химических
продуктов и материалов;
- конструирование молекулярных и
супрамолекулярных структур, компьютерное
создание структур с заданными свойствами с
использованием принципа "структура -
свойства" или моделирования молекулярного
узнавания;
- разработка и оптимизация процесса синтеза и
технологических принципов организации
производства.
- Назначение, основные функциональные
показатели
Дизайн новых химических
продуктов и материалов с заданными свойствами
основан на управлении субмолекулярной и
молекулярной сборкой (организацией) химических
структур (веществ) и построении рациональных
алгоритмов их синтеза и производства.
Предлагаемая технология предусматривает
выявление количественных связей топологии,
электронного и пространственного строения
молекул с их свойствами в целях компьютерного
создания новых структур, отбора наиболее
соответствующих заданным свойствам, их синтеза,
испытания и, при необходимости, реконструкции
структур с учетом минимизации затрат на
производство продукта, материала. На этом этапе
важным функциональным показателем становится
корреляция условий синтеза и технологических
принципов производства продукта, материала с его
структурой.
Таким образом обеспечивается резкое сокращение
числа синтезируемых соединений при поиске
наукоемких продуктов, материалов с заданными
свойствами и возможность создания экологически
безопасных и ресурсосберегающих технологий.
- Область применения
Дизайн новых
химических продуктов и материалов с заданными
свойствами применяется для:
- производства жизненно важных лекарств и
средств диагностики, экологически безопасных
средств защиты животных и растений;
- заказных реактивов и особо чистых продуктов и
материалов нового поколения для опто- и
микроэлектроники, биоинженерии, лазерной
техники, средств отображения и передачи
информации;
- оптически прозрачных, тепло- и
электропроводящих, химически-,
терморадиационностойких полимеров,
энергохромных материалов;
- химикатов-добавок новых поколений для придания
материалам и изделиям износостойкости,
химической, термической, световой, магнитной,
радиационной устойчивости, повышения качества и
снижения затрат при производстве масел и смазок,
резинотехнических, пластмассовых изделий;
- в текстильной промышленности, при создании
новых композиционных, керамических и
пожароустойчивых материалов;
- в строительстве, при создании новых вяжущих
систем, специальных бетонов и растворов,
гидроизоляционных материалов, клеев и
герметиков.
Этот метод применяется для создания нового
поколения люминофоров, красителей, средств
очистки воды, пищевых добавок, обеспечивающих
повышение питательных, вкусовых качеств
продуктов питания, снижение затрат на их
получение и производство.
- Основания для выбора
Данная
технология позволяет осуществить разработку,
синтез и получение исходных данных для
промышленного производства важнейших
химических продуктов и материалов с улучшенными
потребительскими свойствами в максимально
короткие сроки. При этом резко снижаются затраты
на НИОКР, обеспечивается экологическая
безопасность продукта, технологии и минимизация
затрат при создании и эксплуатации производства.
- Состояние и тенденция развития
В США,
ФРГ, Японии, Франции и ряде других стран
разработка химического дизайна ведется все
более активно. В больших масштабах исследования
осуществляются в крупных химических концернах
("Дюпон", "Рон-Пуленк", "Байер") и
фармацевтических фирмах. В указанных
государствах данная тема входит в перечень
критически важных технологий (под разными
названиями).
Возможность реализации КТ "Дизайн новых
химических продуктов и материалов с заданными
свойствами" в России обеспечивается наличием
научных центров, обладающих
высококвалифицированным кадровым потенциалом.
Отечественные работы по дизайну новых
химических продуктов и материалов соответствуют
мировому уровню. Они ведутся в отраслевых и
академических научно-исследовательских
институтах и ряде государственных научных
центров.
Предлагаемая технология призвана ускорить
завершение разработки теоретических основ
дизайна новых химических продуктов и материалов
и расширить использование этого эффективного
средства при создании последних.
|
