Технологии ускоренного микро- и малотоннажного производства стратегически важных материалов

О проекте

Экспресс-дизайн материалов и малотоннажная химия

В России сохраняется высокая зависимость от импорта критически важных материалов для микроэлектроники, фармацевтики, энергетики и химической промышленности. Переход от лабораторного синтеза к промышленному производству занимает до 5-10 лет. Для ликвидации разрыва требуются кардинально новые технологии.

Внедрение интеллектуальных микрофлюидных технологий позволяет минимум в десять раз сократить время от лабораторной разработки до начала производства. В основе решения — «умная лаборатория», где роботы и ИИ на микрореакторах (миниатюрных «химических заводах») круглосуточно проводят эксперименты, а полученные цифровые протоколы бесшовно передаются на микро- и малотоннажные производства. Долгий ручной процесс заменяется на быстрый, автоматизированный и предсказуемый конвейер.

Проект позволяет радикально сократить цикл разработки и внедрения новых материалов, доведя его до 1 месяца для новых продуктов и до 10-20 дней для ранее отработанных синтезов. Ключевым преимуществом является применение ИИ-систем генеративного и предиктивного моделирования для управления процессом синтеза. Это обеспечивает формирование полного цифрового следа каждого эксперимента, что позволяет прогнозировать свойства материалов и оптимизировать их качество. В результате обеспечивается переход к полностью автоматизированному и цифровому управлению производственными линиями.

Результаты и продукт

Дизайн и производство микрофлюидных чипов (МФ), цифровой постдок (ПАК на основе LLM для анализа данных физико-химических исследований), прототипы МФ-фермы, 10 ИИ-лабораторий синтеза материалов.

Внедрение и коммерциализация

Целевые рынки и потенциальные потребители: фармацевтика, энергетика, микроэлектроника, химическая и нефтехимическая отрасли. Промышленные компании — потребители стратегически важных реактивов и катализаторов. Научно-технические центры и НИЦ для контрактного малотоннажного производства.

Потенциал для коммерциализации:

• 6–8 промышленных проектов с партнерами до 2028 года
• Ожидаемая экономия затрат или рост выручки партнеров ≥ 30 % по сравнению с текущими технологиями
• Модель монетизации — комбинация фиксированных платежей (себестоимость + 20 %), роялти 2–10 % от выручки, а также продажа долей в спин-оффах с доходностью 300-500 %
• Общий объем привлеченных инвестиций в 2025-2027 гг. — около 1,8 млрд ₽. Масштабы рынка (SOM) оцениваются в 4,9 млрд руб

Уникальность проекта заключается в создании сквозной технологии, охватывающей полный цикл разработки материалов — от компьютерного дизайна до промышленного синтеза. Ключевым преимуществом является интеграция искусственного интеллекта на всех этапах этого процесса: от генеративного проектирования материалов с заданными свойствами до предиктивного управления производством. Это позволяет достичь беспрецедентного сокращения сроков внедрения — переход от научной идеи к производству занимает около месяца вместо традиционных 5-10 лет.

Технологическая платформа обеспечивает высочайшую точность и повторяемость результатов благодаря применению микрофлюидного контроля химических процессов. Особое значение имеет компетенция команды в области неразрушающей operando нанодиагностики, где проект уже занимает лидирующие позиции на международной арене. Дополнительным стратегическим активом выступает создание национального центра валидации и нормативного тестирования новых материалов, что замыкает полный инновационный цикл и создает комплексное решение для ускоренного вывода материалов на рынок. 

Кейс: Синтез пористого металлорганического каркасного полимера

Металлорганические каркасные полимеры относятся к одному из самых перспективных и быстрорастущих направлений микротоннажной химии, но из-за сложности синтеза количество игроков на этом рынке пока минимально.

Синтез пористого металлорганического каркасного полимера (МОК Cu-CPO-27) с использованием микрофлюидной технологии в сегментированном потоке газ-жидкость показал впечатляющие результаты: полноценные кристаллы формировались всего за 1,5 минуты, тогда как гидротермальный метод требовал 7 часов, а микроволновой подход — 2 часа. При этом образцы имели высокую кристалличность и однородную форму с размером, сопоставимыми с образцами, получаемыми классическим способом, а также обладали высокой пористостью для газовой адсорбции и катализа.

Научно-технологическую значимость, актуальность и потенциал этого направления также подтверждает тот факт, что в 2025 году Нобелевскую премию по химии присудили за развитие металл‑органических каркасов (MOF).