В Казанском федеральном университете появятся две новые молодежные научные лаборатории. «Лаборатория гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов» уже создана в Институте геологии и нефтегазовых технологий. Вторая – лаборатория «Интеллектуальная химическая робототехника» – в ближайшее время появится в Химическом институте им. А.М. Бутлерова.
Конкурс на создание молодежных научных лабораторий проводило Минобрнауки России в рамках нацпроекта «Наука и университеты». По итогам конкурса в Татарстане будет открыто шесть новых лабораторий молодых ученых, две из которых – в КФУ.
Лаборатория по изучению гидратных технологий утилизации и хранения парниковых газов уже создана в ИГиНГТ. Начаты научные изыскания, в которых принимают участие молодые ученые, студенты, а также российские и зарубежные специалисты по газогидратным технологиям.
«Мы создаем технологические решения, связанные с применением гидратных технологий для утилизации парниковых газов: углекислого, попутного нефтяного, углеводородных газов, которые оказывают влияние на изменение климата. Особенность нашей работы – в разработке химических реагентов – промоторов для перевода газов в конденсированное состояние. Мы уже синтезировали ряд промоторов, оценили их эффективность по утилизации метана, углекислого газа», – отметил научный руководитель лаборатории, заведующий кафедрой разработки и эксплуатации месторождений трудноизвлекаемых углеводородов ИГиНГТ Михаил Варфоломеев.
Парниковые газы необходимо утилизировать, чтобы они не причиняли вреда окружающей среде. Приоритетные методы: сжижение и последующее хранение или переработка; обратная закачка их в пласты для повышения нефтеотдачи.
Гидратные технологии – технология смешения газов с водой с дальнейшим получением вещества кристаллической формы, похожей на лед. Гидрат состоит из молекул воды и размещенного там газа.
По словам ученого, есть только один недостаток этой технологии: выработку гидратной формы газа нужно осуществлять максимально быстро. Промоторы ускоряют этот процесс и позволяют быстро и в большом количестве трансформировать газ в гидратную форму. Газы можно хранить в таком виде или транспортировать на предприятия, где будет осуществляться их дальнейшая переработка.
«Повестка, связанная с парниковыми газами, влиянием их на климат, окружающую среду, актуальна. Деятельность нашей лаборатории направлена на решение этих проблем, причем с использованием новых, гидратных, технологий в области секвестрации углеродного следа и утилизации углекислого газа. В программе "Приоритет-2030" также были особо отмечены эти направления», – подчеркнул М. Варфоломеев.
Лаборатория по интеллектуальной химической робототехнике будет создаваться на базе Химического института им. А.М. Бутлерова. Ее основная миссия – создание робота, управляемого искусственным интеллектом, который позволяет решать химические задачи.
«Предполагается создание трех типов роботов: робот, оптимизирующий получение какого-либо вещества; робот, занимающийся разработкой молекул, обладающих требуемыми свойствами; робот, который осуществляет синтез требуемого вещества по запросу. Стоит отметить, эти роботы не антропоморфные, у них не будет рук и головы. Это управляемое искусственным интеллектом химическое оборудование, включающее систему подачи реагентов, реактор и анализатор. Причем оно может само принимать решение, что синтезировать и как, способно учиться на своих успехах и ошибках на основе показаний аналитического прибора и совершенствоваться. Таким образом, робот будет способен получать команды, находить пути их решения, проводить химические операции и анализировать их результат», – рассказал научный руководитель лаборатории, ведущий научный сотрудник НИЛ «Хемоинформатика и молекулярное моделирование» Химического института им. А.М. Бутлерова Тимур Маджидов.
Сейчас в лаборатории идет разработка алгоритмов для управления роботом. На этом этапе планируется создать некий прототип, выполняющий простые операции под управлением искусственного интеллекта. Но на пути к этому требуют решения множество аппаратных и вычислительных проблем.
Задачи лаборатории рассчитаны на десятилетия. В ней будут трудиться порядка 25 человек, включая научных сотрудников и студентов магистратуры.
Лаборатория взаимодействует с кафедрой неорганической химии (под руководством доцента этой кафедры Валерия Штырлина). Также планируется сотрудничество с Институтом информационных технологий и интеллектуальных систем КФУ.
«Проект имеет большое значение для Казанского университета. Создаваемый нами робот может применяться в разработке лекарств, разработке и совершенствовании технологий получения промышленно важных веществ. Мы надеемся, что нам удастся решать задачи для нефтехимической и фармацевтической промышленностей России. В научном плане – это уникальное междисциплинарное направление для России в целом. Мы надеемся, что лаборатория сможет выступить объединяющей силой для нескольких научных групп университета, надеемся на поддержку коллег из Института ИТИС, Института физики, других научных групп из Химического института. Спектр задач, которые нам нужно решить, очень широк. Помимо этого, проект является имиджевым для Казанского университета, который стал первым вузом в России, развивающим направление "Хемоинформатика". Надеемся, что мы сможем транслировать этот опыт и на робохимию, и университет станет лидером и в этой области», – отмечает Т. Маджидов.
Новые молодежные лаборатории КФУ будут финансироваться из средств федерального бюджета. Так, в 2021-2023 годах каждой из лабораторий ежегодно будет выделяться по 14,9 млн рублей.
В 2021 году в регионах России будет создано 120 молодежных лабораторий на базе 81 научной организации-победителя. Национальные проекты в стране реализуются с 2019 года по указу Президента РФ Владимира Путина.