Научная деятельность БИП СО РАН

Основные направления деятельности

Приоритетные направления и программы фундаментальных исследований СО РАН на 2013–2020 гг.

• IX. Науки о Земле

137. Эволюция окружающей среды и климата под воздействием природных и антропогенных факторов, научные основы рационального природопользования и устойчивого развития; территориальная организация хозяйства и общества
132. Комплексное освоение и сохранение недр Земли, инновационные процессы разработки месторождений полезных ископаемых и глубокой переработки минерального сырья
138. Научные основы разработки методов, технологий и средств исследования поверхности и недр Земли, атмосферы, включая ионосферу и магнитосферу Земли, гидросферы и криосферы; численное моделирование и геоинформатика (инфраструктура пространственных данных и ГИС-технологии)

• V. Химические науки и науки о материалах

44. Фундаментальные основы химии
45. Научные основы создания новых материалов с заданными свойствами и функциями, в том числе высокочистых и наноматериалов

Основные направления фундаментальных исследований

• Проблемы природопользования: взаимодействие природных и социально-экономических систем.
• Химические элементы и соединения в природных и искусственных средах.
• Создание новых материалов и ресурсосберегающих, экологобезопасных технологий; химические аспекты рационального природопользования.

Тематика исследований

• Оценка современного состояния и трансформации природной среды в условиях глобализации и изменения климата;
• Разработка информационных систем и создание баз данных на основе ГИС и WEB  технологий для проведения фундаментальных исследований в области наук о Земле;
• Теоретические и методологические проблемы взаимодействия природных и социально-экономических систем с учетом глобальных интеграционных процессов;
• Эколого-экономическая оценка природно-ресурсного потенциала и последствий изменения окружающей среды Сибири и сопредельных территорий;
• Разработка эколого-экономических механизмов управления и регулирования природопользования на территориях с экологическими ограничениями;
• Экспериментальное и теоретическое моделирование процессов обезвреживания акватоксикантов различной природы для разработки эффективных методов защиты водных экосистем от техногенных воздействий;
• Мониторинг и изучение трансформации веществ в адаптивных реакциях организмов как индикаторов антропогенного воздействия в экосистемах Азиатской России и сопредельных территорий;
• Разработка новых методов вскрытия, активирования минеральных комплексов в технологических схемах комплексной переработки труднообогатимого минерального сырья и техногенных отходов Байкальского региона;
• Разработка технологий утилизации горнопромышленных отходов в строительные и технические материалы (строительная керамика, композиционные вяжущие, бетоны, асфальтобетоны, заполнители, наполнители и т.д.);
• Исследование состава и строения окисленных углей и создание технологических основ для получения новых органоминеральных удобрений пролонгированного действия и модифицированных угольных сорбентов;
• Поиск, синтез и комплексное исследование новых сложнооксидных соединений, перспективных для создания функциональных материалов;
• Получение композиционных материалов заданной архитектоники, в том числе, с использованием технологий 3D-печати;
• Разработка полимерных материалов биомедицинского назначения;
• Разработка функциональных композиционных материалов для экстремальных условий эксплуатации.

Наиболее важные результаты научной деятельности

• Проведены комплексные исследования природопользования в бассейнах оз. Байкал и Внутреннего стока Центральной Азии. Впервые получена реконструкция речного стока в бассейне р.Селенги. Впервые создана база данных опасных гидрологических процессов; выполнена интегральная оценка риска от наводнений в бассейне р. Селенги. Впервые разработаны механизмы рационального использования  трансграничных природных экосистем и определены пути эколого-экономического сотрудничества с приграничными государствами (Казахстан, Монголия, Китай).
• Впервые разработана методология формирования экстернальных и интернальных издержек для территорий с особым режимом природопользования. Разработаны теоретико-методические основы формирования и оценки территориальной ренты, ее ресурсных потенциалов, системы налогообложения ресурсных потенциалов территории как инструмента изъятия территориальной ренты.
• Исследованы закономерности развития производительных сил региона за прошедшие 90 лет, с момента образования Республики Бурятия (1923г.). Разработана методики прогнозирования социально-экономических процессов региона; построен прогноз долгосрочного социально-экономического развития приграничного региона на период до 2030 г. (на примере Республики Бурятия).
• Разработаны эффективные атом-экономные методы получения различных гетероцепных полимеров и композиционных материалов (в том числе с графеном) на их основе с широким комплексом функциональных свойств, обеспечивающих их востребованность для создания протонных и электропроводящих мембран, тензодатчиков, лаков и т.п. при экстремальных термических и климатических условиях эксплуатации.
• Получены композиционные материалы на основе политетрафторэтилена и ароматических полигетероариленов, которые сочетают высокую механическую и физико-химическую стабильность, что обеспечивает долговременную эксплуатацию  узлов трения в экстремальных условиях.
• Получено более 180 новых фаз – сложных молибдатов, вольфраматов и боратов, что позволило существенно расширить круг функционально значимых сложнооксидных соединений РЗЭ и открыть широкие возможности их применения (суперионники, лазерные матрицы, люминофоры, материалы нелинейной оптики и др.).
• Разработаны технологии утилизации горнопромышленных отходов в строительные и технические материалы (строительная керамика, композиционные вяжущие, бетоны, асфальтобетоны, заполнители и т.д.). На основе изучения механизмов гидратации и твердения композиционных вяжущих материалов с добавками отходов в виде магнийсиликатных горных пород установлено, что образующиеся в результате их взаимодействия с портландцементным клинкером смешанные гидросиликаты кальция, магния и железа волокнистой структуры определяют высокие физико-механические показатели данных композиций (патенты РФ №№ 2288899, 2320592). Получены новые виды минерального порошка для дорожного строительства из отходов горнодобывающей промышленности, обладающие высокой адсорбционной активностью по поглощению битума (патенты РФ №№ 2515239, 2515274). Разработанные технологии позволяют расширить ассортимент дешевых строительных материалов, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками.
• Предложены новые ресурсосберегающие технологии комплексной переработки труднообогатимых молибденовых, вольфрамовых, висмут-серебряных алюмо-силикатных низкокачественных концентратов и промпродуктов с получением готовых химических концентратов и солей (патенты №№ 2179595, 2091497, 2208059). Установлены закономерности изменения структуры минералов в процессах обжига минеральных систем в атмосфере перегретого водяного пара и обогащения руд, позволяющие управлять свойствами разделяемых минералов при комплексной переработке минерального сырья.
• Обоснованы и экспериментально подтверждены условия каталитической деструкции токсичных акваполлютантов и инактивации патогенной микрофлоры комбинированными окислительными методами.
• Разработаны новые способы очистки сточных вод от трудноокисляемых органических соединений, позволяющие реализовать эффективное окисление органических примесей при минимальном расходе окислителя за счет интенсификации процессов, обеспечиваемой синергетическим эффектом, возникающим при дополнительном ультрафиолетовом облучении или кавитационном воздействии (патенты РФ №№ 2305664, 94564, 92008).
• Исследованы БАВ (эфирные масла, жирные кислоты, флавоноиды, микроэлементы) растений флоры Бурятии, Монголии, Китая. Полыни флоры Бурятии являются перспективными источниками хамазулена (полынь Сиверса), артемизинина (п. однолетняя). Определены условия извлечения артемизинина, разработана и валидирована методика количественного определения артемизинина методом ВЭЖХ-МС. Разработаны способ получения стандартного образца пеуценидина и методика спектрофотометрического определения суммы α-пироновых соединений в подземных органах вздутоплодников сибирского и Турчанинова.
• Впервые проведено комплексное исследование липидного состава различных гидробионтов озера Байкал (губки, амфиподы, рогатковидные рыбы, байкальская нерпа). Выявлены особенности его формирования, трансформации, а также жирнокислотные профили, используемые в качестве биоиндикационных характеристик.

Фундаментальные научные исследования (ФНИ) в соответствии с Программой ФНИ государственных академий наук

Базовые проекты 2017 – 2020 гг.

• IX.137.2.1 «Трансформация природной среды в зоне влияния Великого Шелкового и Чайного пути в условиях глобализации и изменения климата».
• IX.137.2.2 «Разработка научных основ формирования интеграционных процессов в эколого-экономическом развитии и их влияние на территориальную организацию природы, общества, экономики»
• IX.137.2.3 «Трансформация веществ в адаптивных реакциях организмов как индикатор антропогенного воздействия в экосистемах Азиатской России и сопредельных территорий».
• IX.132.4.3 «Разработка физико-химических основ технологий комплексной переработки нетрадиционного минерального сырья и техногенных отходов с получением новых материалов и товарных продуктов».
• IX.138.3.2 «Разработка научных основ энергоэффективных комбинированных методов обезвреживания биорезистентных поллютантов и инактивации патогенной микрофлоры природных и техногенных вод с использованием современных источников светового излучения».
• V.44.5.1 «Инженерия гетероцепных полимеров и функциональных нанокомпозитов на их основе».
• V.45.1.8 «Разработка физико-химических основ получения новых сложнооксидных фаз переходных металлов и стеклокристаллических композитов со свойствами активных диэлектриков и/или люминофоров».

Программы фундаментальных исследований
Президиума Российской академии наук

• 13.8. Исследование микробных сообществ барьерных зон, обеспечивающих проникновение чужеродных видов (2003-2005, 2006-2008 гг.)
• 16.14. Разработка системы комплексной индикации процессов опустынивания для оценки современного состояния экосистем Сибири и Центральной Азии, создание на ее основе прогнозных моделей и системы мониторинга (2009-20011 г.г.).
• 16.15. Экологические и социально-экономические следствия опустынивания Центральной Азии и разработка механизмов по снижению отрицательных последствий. (2009-2011 г.г.)
• 17.9. Комплексные исследования зон активных разгрузок глубинных флюидов на озере Байкал с помощью автономных необитаемых аппаратов, обитаемых аппаратов "МИР", а также дистанционных пробоотборников. (2009-2011 г.г.)
• 18.15. Разработка физико-химических основ создания новых оксидных фаз на основе Мо(IV), W(VI) и В с особыми диэлектрическими и магнитными свойствами (2009-2011 г.г.).
• 4.14. Проблемы сбалансированного развития в аридных ландшафтах Центральной Азии в условиях опустынивания (2011-2014 гг.).
• 8.12. Новые активные диэлектрики на основе сложнооксидных соединений молибдена (VI) и бора: методы получения (синтез), структура и свойства (2012-2014 гг.)
• 23.8. Комплексные исследования биологических абиссали озера Байкал и их зависимость от типа разгружающего флюида (2011-2014 гг.).

Программа специализированных отделений РАН

Отделение химии и наук о материалах

• 5.6.2. Развитие физико-химических основ комплексной переработки стратегического сырья, содержащего цветные и благородные металлы, комбинированными методами с использованием экологически безопасных технологических процессов. (2006-2008 гг.).
• 5.5.2. Получение новых видов материалов с высокими эксплуатационными характеристиками из отходов горнодобывающей промышленности (2009-2014 гг.).
• 5.5.4. Физико-химические и технологические исследования переработки минерального сырья Нижнего Приангарья (2009-2014 гг.).

Отделения наук о Земле

• 3.15. Развитие технологий мониторинга, экосистемное моделирование и прогнозирование при изучении природных ресурсов в условиях аридного климата. (2005-2008 гг.).

Комплексные интеграционные проекты Сибирского отделения РАН

• №6.12 Трансграничные территории азиатской части России и сопредельных государств: геоэкологические и геополитические проблемы и предпосылки устойчивого развития (2006-2008 гг).
• II.2П/V.45.15 Сложнооксидные цирконий-, титан– и РЗЭ содержащие соединения как основа получения новых полифункциональных материалов (2016-2017 гг.);
• II.2П/V.46.7 Новые виды композиционных вяжущих материалов из отходов производства и потребления для дорожного строительства
• II.2П/IX.137.1 Идентификация и оценка экосистемных услуг территорий опустынивания Центральной Азии
• II.2П/IX.133.9 Исследование жирнокислотного состава амфипод и культур метано-, метилтрофных бактерий

Междисциплинарные интеграционные проекты Сибирского отделения РАН

• №54. Научные основы разработки новых лекарственных препаратов. Перспективы использования возобновляемого природного сырья (2006-2008 гг.). 
• №92. Состав и реакционная способность углеродных частиц, микросферических и алюмосиликатных компонентов энергетических зол (2006-2008 гг.).
• №34. Фундаментальные проблемы роста и исследования физических свойств кристаллов, перспективных для электроники и оптики (2009-2011 гг.).
• №38. Минеральные озера Центральной Азии - архив палеоклиматических летописей высокого разрешения и возобновляемая жидкая руда (2009-2011 гг.).
• №93. Развитие исследований в области медицинской химии и фармакологии как научной основы разработки отечественных лекарственных препаратов (2009-2011 гг.).
• №121. Информационно-телекоммуникационные технологии и ресурсы междисциплинарных фундаментальных исследований геосистем и биоразнообразия Прибайкалья и Забайкалья, основанные на комплексировании тематических знаний и пространственных данных (2009-2011 гг.).
• №5. Минеральные источники Байкало-Монгольского региона: гидрохимическая паспортизация и перспективы практического использования (бальнеология, геотермальное энергоснабжение, извлечение полезных компонентов) (2011-2014 гг.).
• №17. Создание сервисов и инфраструктуры научных пространственных данных для поддержки комплексных междисциплинарных научных исследований Байкальской природной территории (2011-2014 гг.).
• №28. Новые полифункциональные фторидные, оксифторидные и оксидные кристаллические материалы (2011-2014 гг.).
• «Степной путь: комплексная оценка предпосылок и условий формирования экономического коридора Китай-Монголия-Россия». Блок проекта «Монгольский коридор в условиях евразийского взаимодействия: история и современность» (2018-2020 гг.);
• «Комплексный анализ системы седиментации озера Гусиное на изменение климата в позднем голоцене». Блок проекта «Биофизические и литолого-геохимические реакции систем озерной седиментации на изменения климата позднего голоцена» (2018-2020 гг.);

Интеграционные проекты СО РАН, выполняемые совместно со сторонними организациями

• №136. Предпосылки, проблемы и геоинформационная основа формирования структур устойчивого природопользования в трансграничных регионах Азиатской России и сопредельных стран (2009-2011 гг.).
• №23. Трансграничные речные бассейны в азиатской части России: комплексный анализ состояния природно-антропогенной среды и перспективы межрегиональных взаимодействий (2012-2014гг.).

Проекты совместных работ учреждений Российской академии наук Сибирского отделения РАН,
академии наук Монголии и Министерства образования, культуры и наук Монголии

• №8. Получение новых липо- и наносомальных форм лекарственных средств с использованием природного сырья (2011-2012 гг.). 
• №9. Разработка научных основ гидроэкологической безопасности бассейна трансграничной реки Селенга (2011-2012 гг).
• №8. Комплексная оценка динамики процессов деградации и опустынивания земель России и Монголии по Байкальско-Гобийскому трансекту (в т.ч. экспедиция) (2013-2014 гг.)