Здійснення поставленої задачі по даному пріоритетному напрямку дозволить забезпечити нарощування енергетичного потенціалу країни, знизить капіталовкладення в паливодобувні галузі промисловості, визволить значну кількість палива для інших потреб, розширить ресурсну базу ядерної енергетики, підвищить надійність і безпеку АЕС. Прискорений розвиток атомної енергетики необхідно сполучити з розширенням використання альтернативних чи нетрадиційних джерел енергії - сонячної, геотермальної, вітрової, приливної. Такі джерела є поновлюваними: вони не забруднюють навколишнє середовище, економічно ефективні, дозволяють створювати комплексні виробництва (використання геотермальних вод для одержання енергії буде сполучатися з видобутком копалин, які містяться в них.).

Застосування в народному господарстві принципово нових видів матеріалів, які володіють різними цінними властивостями, а також створення промислових технологій їхнього виробництва й обробки пов'язано з вирішенням наступних проблем:

1. Створення промислового виробництва нових високоміцних коррозійнно-стійких і жароміцних композиційних і керамічних матеріалів і широке використання їх в електротехніці й електроніці, металургії, хімії і медицині. Упровадження нових матеріалів дає можливість переходити до принципово нових технологічних процесів. Наприклад, створення матеріалів, які володіють надпровідністю при досить високих температурах, дозволяє підійти до революційного перевороту в техніці. Уже зараз існують матеріали з унікальними властивостями - пам'ять форми, відсутність звуку при ударі чи терті, сполучення надміцності і зверхлегкості й інші.

2. Застосування нових пластичних мас, здатних замінити метали і сплави і поліпшити якість і довговічність машини. Такі пластмаси мають більшу теплостійкість, чим більшість конструкційних матеріалів, міцні і легкі, що дозволяє використовувати їх замість традиційних матеріалів з більшою ефективністю. Наприклад, 1 тонна термопластів звільняє в народному господарстві до 10 тонн кольорових металів і легованих сталей.

3. Створення нових зносостійких і інших матеріалів з чорних і кольорових металів з використанням методів порошкової металургії, що найбільш ефективна через різке зниження відходів при виготовленні деталей, скорочення числа технологічних операцій і трудомісткості при одночасному підвищенні якості продукції, можливості створення принципово нових матеріалів, які не можна одержати ніяким іншим способом. До таких матеріалів відносяться фільтрові, фрикційні, надтверді. Напівпровідники й інші. Особливо треба виділити композити, тобто матеріали, отримані армуванням порошкової маси неметалічними компонентами, у числі яких - вуглепластики - вуглецеві волокна, покриті алюмінієм.

Не менш важливе використання порошків для напилювання на поверхню деталі міцного покриття, що дозволяє практично цілком відновлювати зношені деталі.

4. Створення нових напівпровідникових матеріалів, металів і їхніх з'єднань високої чистоти з особливими фізичними властивостями; нових аморфних і мікрокристалічних матеріалів, які володіють унікальними властивостями.

5. Удосконалювання технології безупинного розливання і застосування технології позапечної обробки для підвищення її якості.

6. Створення серії технологічних лазерів і їхнє впровадження для термічної і розмірної обробки, зварювання і розкрою; устаткування для плазменної, вакуумної і детонаційної технології нанесення різних покрить; технологій із застосуванням високих тисків, імпульсних впливів, вакууму для синтезу нових матеріалів і формоутворення виробів. Область застосування лазерів постійно розширюється.

Прискорений розвиток біотехнології дозволить збільшити запаси продовольчих ресурсів, освоїти нові поновлювані джерела енергії, забезпечити попередження й ефективне лікування важких хвороб, подальший розвиток безвідхідних виробництв і скорочення шкідливих впливів на навколишнє середовище.

2. Прогресивні хіміко-технологічні процеси

Хіміко-технологічні процеси відіграють важливу економічну роль у народному господарстві країни, тому що лежать в основі виробництва найважливіших традиційних матеріалів: чавуна, сталі, міді, скла, цементу, хімічних волокон, пластмас, каучуку і гуми, мінеральних добрив, бензину, коксу і нових видів сировини і матеріалів, що заміняють природні і застосовуються в різних галузях промисловості. Велике достоїнство хіміко-технологічних процесів складається також і в тім, що вони удосконалюють виробництво, поліпшують його техніко-економічні показники. Велика роль цих процесів у створенні енерго-, трудо- і ресурсозберігаючих технологій. В даний час прийнята наступна класифікація хіміко-технологічних процесів:

1. По агрегатному стані взаємодіючих речовин: а) однорідні процеси (гомогенні); б) неоднорідні процеси (гетерогенні).

2. За значенням параметрів технологічного режиму: а) низькотемпературні і високотемпературні; б) каталітичні і некаталітичні; в) такі, що протікають під вакуумом, нормальним і високим тиском; г) з низькою концентрацією речовини і високою концентрацією речовини.

3. По характері протікання процесів у часі: а) періодичні; б) безупинні.

4. По гідродинамічному режимі - два граничних випадки перемішування реагуючих компонентів із продуктами реакції: а) повне змішання; б) ідеальне витиснення, при якому вихідна суміш не перемішується з продуктами реакції.

5. По температурному режимі: а) ізотермічні процеси (температура постійна у всьому реакційному обсязі); б) адіабатичні процеси (немає відводу чи підведення тепла); в) політермічні процеси (температура в реакційному апараті змінюється нерівномірно).

6. По тепловому ефекті: а) екзотермічні (з виділенням тепла); б) ендотермічні (з поглинанням тепла).

До прогресивних хіміко-технологічних процесів відносяться біохімічні, радіаційно-хімічні, фотохімічні і плазмохімічні процеси.

Ці процеси подібні з каталітичними по механізму прискорення хімічних реакцій, що за участю відповідних збудників йдуть по іншому шляху, чим у їхню відсутність. Збудниками служать світлові випромінювання (фотохімічні процеси), що іонізують випромінювання високої енергії (радіаційно-хімічні процеси) і біохімічні каталізатори - ферменти мікроорганізмів.

Застосування біохімічних процесів у хімічній технології має особливо велике майбутнє. У живій природі під дією високоактивних біологічних каталізаторів - ферментів і гормонів - відбуваються всілякі біохімічні і каталітичні реакції. Вони відбуваються в атмосферних умовах (без підвищення температури, тиску) з високим виходом.

Технічна мікробіологія вивчає нові біохімічні методи виробництва найрізноманітніших хімічних продуктів. Уже зараз здійснені на практиці мікробіологічні синтези антибіотиків, вітамінів, гормонів. Особливо важливе значення має використання біохімічних методів для синтезу харчових продуктів, зокрема білків. Відомо, що у світі відчувається недолік білкових продуктів, і одним з основних шляхів розширення харчових ресурсів є реалізація виробництва білків біохімічними методами за допомогою мікроорганізмів. У промисловості давно використовуються наступні біохімічні процеси - біологічний синтез білкових кормових дріжджів, різні форми шумування з одержанням спиртів і кислот, біологічне очищення стічних вод і т.п.

В даний час застосовується синтез різних білкових матеріалів у промислових масштабах народного господарства, в основному мікробіологічним синтезом, ферментними системами мікроорганізмів, а також промислове використання мікробіологічного синтезу білків з легких олій, нормальних парафінів, метанолу, етанолу, оцтової кислоти й інших органічних сполук, одержуваних переважно з нафти. Використовуючи для мікробіологічного синтезу всього 4 % сучасного світового видобутку нафти, можна забезпечити білковий раціон 4 млрд. людей, тобто майже всьому населенню земної кулі.

За допомогою деяких бактерій, що засвоюють водень, можна втягнути в реакцію кисень і атмосферний діоксид вуглецю, при цьому одержати формальдегід і воду. Таким чином, бактерії синтезують дуже потрібний хімічній промисловості формальдегід і очищають повітря від двоокису вуглецю. Крім того, самі бактерії можуть бути використані для виробництва кормів, тому що наполовину складаються з повноцінного білка.

Мікробіологічні процеси широко застосовуються в гідролізній промисловості при збражуванні цукристих речовин в одержанні спиртів, виноробстві, виготовленні кормових дріжджів, у сироварінні, при обробці шкір і т.п.

Біохімічні процеси використовуються також для отримання білків і вуглеводів із трави, деревних і сільськогосподарських відходів, виготовлення штучної їжі з водоростей (таких, як хлорелла), синтезу харчових олій, цукрів, жирів.

3. Прогресивні види технологій

Необхідність постійного відновлення продукції відповідно до вимог ринку, вирішення екологічних проблем і потреба у високоефективному виробництві обумовлюють не тільки постійне удосконалювання традиційних технологічних процесів, але і створення нових технологій, список яких великий. Можливо також сполучення в одному технологічному процесі відразу декілька технологій. У ряді випадків елементи нових технологій вдало доповнюють традиційні технологічні процеси, наприклад, комбіновані технології: магнітно-абразивні, плазменно-механічні, лазерно-механічні й інші.

До прогресивних і найбільш значимих сучасних технологічних процесів відносяться: електронно-променева, лазерна, мембранна технологія і порошкова металургія.

Серед безлічі нових технологій лазерна технологія є однієї із самих перспективних. Завдяки спрямованості і високій концентрації лазерного променя удається виконувати технологічні операції, нездійсненні будь-яким іншим способом. За допомогою лазера можна вирізувати з будь-якого матеріалу деталі найтяжчої конфігурації, причому з точністю до сотих часток міліметра, розкроювати композитні і керамічні матеріали, тугоплавкі сплави, що узагалі не піддаються різанню яким-небудь іншим способом. Лазерний інструмент усе частіше застосовують замість алмазного, тому що він дешевше й у багатьох випадках може заміняти алмаз.

Дуже ефективним і економічним процесом є лазерне зварювання, при якому міцність швів у кілька разів вище звичайної, що дуже важливо для багатьох галузей, наприклад, атомної енергетики, хімії й інших. Лазерні технології більш продуктивні і завдяки поверхневому зміцненню деталей дозволяють збільшити термін служби деталей у 3-10 разів. Застосування лазерної технології дає великий ефект при виготовленні деталей з особливо високими вимогами до якості і точності і з особливими характеристиками.