EUROOPAN KOMISSIO "Eurooppalaisen tutkimusalueen integrointi ja lujittaminen" AIHEALUE 3 Nanoteknologia ja nanotieteet, älykkäät monikäyttöiset materiaalit, uudet tuotantomenetelmät ja -laitteet TYÖOHJELMA Joulukuu 2003
Sisällys 3.1 YLEINEN JOHDANTO...3 3.2 JOHDANTO...12 3.3 TAVOITTEET, RAKENNE JA YLEINEN LÄHESTYMISTAPA...12 3.4 TEKNINEN SISÄLTÖ...13 3.4.1 NANOTEKNOLOGIA JA NANOTIEDE...13 3.4.1.1 Pitkän aikavälin monitieteellinen tutkimustoiminta, jossa pyritään ymmärtämään ilmiöitä, hallitsemaan prosesseja ja kehittämään tutkimusvälineitä...13 3.4.1.2 Nanobioteknologiat...14 3.4.1.3 Nanometritason tekniikat materiaalien ja komponenttien valmistukseen...15 3.4.1.4 Käsittely- ja hallintavälineiden ja -instrumenttien kehittäminen...16 3.4.1.5 Alan sovellukset esimerkiksi terveydenhuollossa ja lääketieteessä, kemianteollisuudessa, energia-alalla, optiikassa, elintarviketeollisuudessa ja ympäristöalalla..16 3.4.2 ÄLYKKÄÄT MONIKÄYTTÖISET MATERIAALIT...17 3.4.2.1 Perustietämyksen lisääminen...18 3.4.2.2 Älykkäiden monikäyttöisten materiaalien ja biomateriaalien tuotantoon, jalostukseen ja prosessointiin liittyvät teknologiat...18 3.4.2.3 Materiaalikehityksen tukena tarvittavat suunnittelu- ja valmistustekniikat...20 3.4.3 UUDET TUOTANTOMENETELMÄT JA -LAITTEET...21 3.4.3.1 Uusien prosessien sekä joustavien ja älykkäiden valmistusjärjestelmien kehittäminen...22 3.4.3.2 Järjestelmätutkimus ja riskienhallinta...23 3.4.3.3 Tuotantojärjestelmien, tuotteiden ja palvelujen elinkaaren optimointi...24 3.4.4 NANOTEKNOLOGIAN, UUSIEN MATERIAALIEN JA UUSIEN TUOTANTOTEKNIIKOIDEN HYÖDYNTÄMINEN RAKENNUSTEN, KEMIKAALIEN JA PINTALIIKENTEEN KEHITTÄMISESSÄ...25 3.4.4.1 Ihmisystävällinen, turvallinen ja tehokas rakentaminen - integroidut hankkeet...25 3.4.4.2 Uuden sukupolven monikäyttöiset materiaalit ja teknologiat pintaliikenteessä - integroidut hankkeet...26 3.4.4.3 Kemikaalien hallinta ja uusien ekotehokkaiden prosessien ja synteesireittien kehittäminen integroidut hankkeet; huippuosaamisen verkostot...26 3.4.5 MONIALAISET TOIMET JA YHTEYDET MUIHIN TUTKIMUSTOIMIIN...27 3.4.5.1 Erittäin vähän hiilidioksidi- ja kasvihuonekaasupäästöjä aiheuttavat teräksentuotantoprosessit, tavoite vuoteen 2020 mennessä - integroidut hankkeet...27 3.4.5.2 Teknologioiden yhdentäminen valmistuksen nopeuttamiseksi ja joustavoittamiseksi integroidut hankkeet; kohdennetut tutkimushankkeet; erityiset tukitoimet...28 3.4.5.3 Lääketieteen bioanturijärjestelmät integroidut hankkeet; kohdennetut tutkimushankkeet; erityiset tukitoimet...28 3.4.5.4 Nanofotoniikka ja nanoelektroniikka integroidut hankkeet; huippuosaamisen verkostot; kohdennetut tutkimushankkeet; erityiset tukitoimet...28 3.4.6 TOIMIEN KOORDINOINTI LAAJENTUNEESSA EU:SSA...28 3.5 TOTEUTUSSUUNNITELMA JA SIIHEN LIITTYVÄT SEIKAT...29 3.5.1 UUDET TOTEUTUSVÄLINEET...29 3.5.2 MUUT TOTEUTUSVÄLINEET...29 3.5.3 KANSAINVÄLINEN YHTEISTYÖ...30 3.5.4 MUUT ENSISIJAISTA AIHEALUETTA 3 TUKEVAT ERITYISTOIMET...30 3.5.5 TOTEUTUS JA BUDJETTISUUNNITELMA...30 3.6 EHDOTUSPYYNTÖJÄ KOSKEVAT TIEDOT...34 LIITE A: YHTEENVETO TÄHÄN TYÖOHJELMAAN LIITTYVISTÄ EHDOTUSPYYNNÖISTÄ (TARKEMMAT TIEDOT ASIANOMAISISSA TYÖOHJELMAN KOHDISSA) ERITYISOHJELMA 1...44 LIITE B: YHTEISET ARVIOINTIPERUSTEET EHDOTUSTEN ARVIOINTIA VARTEN...46 LIITE C: KANSAINVÄLISTÄ YHTEISTYÖTÄ TUKEVIEN ERITYISTOIMENPITEIDEN KOHDEMAAT...64 2
3.1 Yleinen johdanto 1. Yleistä Komissio on laatinut ohjelmakomitean avustuksella tämän työohjelman sen jälkeen, kun tutkimuksen, teknologian kehittämisen ja esittelyn erityisohjelma "Eurooppalaisen tutkimusalueen integrointi ja lujittaminen" 1 sekä säännöt, jotka koskevat puiteohjelmaan osallistumista ja tutkimustulosten levittämistä 2, hyväksyttiin EY:n perustamissopimuksen nojalla. Työohjelmassa selostetaan yksityiskohtaisemmin erityisohjelman tavoitteita, teknologisia painopisteitä ja toteutusaikataulua erityisesti ensimmäisen toimintavuoden aikana. Ohjelmaan sisältyvien tutkimustyön ensisijaisten aihealueiden tavoitteet pyritään yleisesti ottaen saavuttamaan ennen kaikkea uusien toteutusvälineiden, toisin sanoen integroitujen hankkeiden ja huippuosaamisen verkostojen, avulla. Mainittuja tavoitteita ovat kriittisen massan saavuttaminen, tutkimuskapasiteetin integrointi, hallinnon yksinkertaistaminen sekä Euroopan tasolla saatava lisäarvo. Uusia toteutusvälineitä käytetään alusta alkaen kaikilla aihealueilla. Silloin kun se on tarkoituksenmukaista, ne ovat ensisijaisia toteutusvälineitä. Niiden lisäksi käytetään kuitenkin edelleen myös kohdennettuja tutkimushankkeita ja koordinointitoimia. Erityisesti pyritään varmistamaan sujuva siirtyminen aikaisemmista ohjelmista uuteen. Erityisohjelma mahdollistaa Euroopan yhteisön osallistumisen useiden jäsenvaltioiden yhdessä käynnistämiin ohjelmiin (EY:n perustamissopimuksen 169 artiklan mukaisesti). Tämä mahdollisuus sisältyy kuitenkin tässä vaiheessa ainoastaan ensisijaiseen aihealueeseen "Terveysalan biotieteet, genomiikka ja bioteknologia". Lisätietoja uusien toteutusvälineiden käyttöä koskevista säännöksistä on saatavilla Cordis-palvelimella (http://www.cordis.lu/fp6/instruments.htm). Tutkimustoimet osa-alueilla, jotka kuuluvat laajemmin tutkimusaloja kattavien erityistoimien piiriin, toteutetaan tässä vaiheessa käyttäen kohdennettuja tutkimushankkeita, koordinointitoimia ja erityisesti pk-yrityksiä koskevia tutkimushankkeita. Eurooppalaisen tutkimusalueen perustan lujittamista koskevassa kokonaisuudessa käytetään toteutusvälineinä enimmäkseen kohdennettuja tutkimushankkeita ja koordinointitoimia. Erityisiä tukitoimia, joita toteutetaan myös tarjouspyyntöjen avulla, sekä koordinointitoimia voidaan käyttää koko ohjelmassa. 1 EYVL L 294, 29.10.2002, s. 1. 2 EYVL L 355, 30.12.2002, s. 23. 3
Komissio on tätä työohjelmaa laatiessaan tukeutunut neuvoa-antavien ryhmien lausuntoihin sekä tutkimustyön ensisijaisten aihealueiden osalta vuoden 2002 alussa julkaistun kiinnostuksenilmaisupyynnön tuloksiin. Lisätietoja tästä on Cordis-palvelimella, jossa ovat nähtävillä muun muassa luettelo neuvoa-antavien ryhmien jäsenistä sekä kiinnostuksenilmaisupyynnön tulokset. 2. Työohjelman soveltamisala Tämän työohjelman soveltamisala vastaa erityisohjelmapäätöksessä määriteltyä alaa. Työohjelma koskee ehdotuspyyntöjä, joiden on suunniteltu päättyvän vuonna 2003. Monissa tapauksissa annetaan kuitenkin viitteitä myös vuonna 2004 päättyviksi kaavailluista ehdotuspyynnöistä. Yhteenveto ehdotuspyynnöistä on liitteessä A. Joidenkin erityisohjelman aihepiirien toteutus on jätetty myöhempään vaiheeseen, ja niitä käsitellään työohjelman tulevissa päivityksissä. 3. Monialaiset kysymykset Useat kysymykset ovat tärkeitä kaikkien työohjelman osien kannalta. Näitä kysymyksiä tarkastellaan seuraavassa ja lisäksi tarvittaessa tarkemmin myös työohjelman eri osissa. On tärkeää huomata, että tähän työohjelmaan sisältyvä tilastoihin liittyvä tutkimustyö toteutetaan läheisessä yhteistyössä EUROSTATin kanssa. Tämä koskee erityisesti niitä osia, jotka liittyvät ensisijaisiin aihealueisiin "Tietoyhteiskunnan teknologia" ja "Kansalaiset ja hallinto tietoyhteiskunnassa", sekä politiikan tarpeita palvelevaa tutkimusta osa-alueella "Laajemmin tutkimusaloja kattavat erityistoimet". a) Tässä työohjelmassa asetetaan erityisen tärkeälle sijalle pienten ja keskisuurten yritysten (pk-yritysten) tarpeet. Tätä silmällä pitäen vähintään 15 prosenttia tutkimustyön ensisijaisille aihealueille kohdistettavasta rahoituksesta on tarkoitus suunnata pk-yrityksille. Tämän tavoitteen saavuttamiseksi toteutetaan erityisiä toimia. Näitä ovat muun muassa erityisesti pk-yrityksiä koskevat ehdotuspyynnöt uusien toteutusvälineiden osalta, kansallisten yhteyspisteiden toiminnan tehostaminen sekä erityiset koulutus- ja käyttöönottotoimenpiteet. Lisäksi pk-yritysten osallistuminen otetaan huomioon ehdotusten arvioinnissa sovellettavissa arviointiperusteissa, erityisesti kun kyseessä ovat uudet toteutusvälineet. Edellä mainitun tavoitteen saavuttamista edistää niin ikään se, että yritysryhmittymillä, jotka edustavat laajoja pk-yritysten yhteisöjä, voi olla aktiivinen rooli uusia toteutusvälineitä käytettäessä. b) Assosioituneisiin valtioihin sijoittautuneet hakijat voivat osallistua tähän ohjelmaan samalta pohjalta ja samoin oikeuksin ja velvollisuuksin kuin jäsenvaltioihin sijoittautuneet hakijat. Lisäksi tässä työohjelmassa lähdetään siitä, että on tärkeää saada assosioituneet ehdokasvaltiot mukaan yhteisön tutkimuspolitiikkaan ja eurooppalaiseen tutkimusalueeseen. Tätä varten toteutetaan erityisiä tukitoimia, joilla pyritään edistämään ja helpottamaan ehdokasmaiden organisaatioiden osallistumista ensisijaisilla aihealueilla toteutettaviin toimiin. Näitä ovat: tiedotus-, tiedonlisäämis- ja 4
koulutustoimet; ehdokasmaiden osaamisen lisääminen; ehdokasmaiden tutkijoille annettava tuki, jonka turvin he voivat osallistua konferensseihin ja laatia ehdotuksia; jäsenvaltioiden ja ehdokasmaiden välisten verkostojen tai osaamiskeskusten perustaminen ja lujittaminen; osaamiskeskusten välisten verkostojen perustaminen ja lujittaminen sekä ehdokasmaiden välillä että niiden sisällä; toimenpiteet, joilla tuetaan ehdokasmaiden pkyritysten osallistumista; yksittäisten alojen TTK-järjestelmien ja - politiikkojen arviointi; yksittäisten alojen tutkimuslaitosten arviointi sekä tulevaisuutta luotaavat selvitykset, joiden tavoitteena on määritellä eri alojen tutkimuspolitiikkaa sekä organisoida tutkimusjärjestelmiä. Liitteessä D annetaan lisätietoja assosioituneiden ehdokasvaltioiden hyväksi toteutettavista erityisistä tukitoimista. c) Kansainvälinen yhteistyö on kuudennessa puiteohjelmassa tärkeällä sijalla. Se tukee osaltaan pyrkimyksiä luoda muulle maailmalle avoin eurooppalainen tutkimusalue, ja se toteutetaan pääasiassa kolmea toimintatapaa käyttäen: - avaamalla päätoimintakokonaisuus "Yhteisön tutkimuksen kohdentaminen ja integrointi" kolmansien maiden organisaatioille ja tarjoamalla niille huomattava määrä rahoitusta, - toteuttamalla kansainvälistä yhteistyötä tukevia erityistoimenpiteitä ja - toteuttamalla tutkijavoimavaroihin liittyviä kansainvälisiä toimia erityisohjelmassa "Euroopan tutkimusalueen jäsentäminen" Ensimmäiset kaksi toimintatapaa, jotka liittyvät erityisohjelmaan "Eurooppalaisen tutkimusalueen integrointi ja lujittaminen", kuuluvat tämän työohjelman piiriin. Ne myös vastaavat EY:n perustamissopimuksen 164 artiklassa toisena mainittua toimea, joka koskee yhteistyön edistämistä kolmansien maiden ja kansainvälisten järjestöjen kanssa. Päätoimintakokonaisuuden "Yhteisön tutkimuksen kohdentaminen ja integrointi" avaaminen kolmansien maiden organisaatioille Rahoitusta voidaan myöntää kolmansien maiden tutkijoiden, tutkimusryhmien ja -laitosten osallistumiselle hankkeisiin, jotka toteutetaan seitsemällä tutkimustyön ensisijaisella aihealueella sekä osaalueella "Laajemmin tutkimusaloja kattavat erityistoimet". Toimien yleisenä tavoitteena on: - auttaa Euroopan unionissa ja puiteohjelmaan assosioituneissa valtioissa toimivia eurooppalaisia tutkijoita, yrityksiä ja tutkimusorganisaatioita saamaan käyttöönsä muualla maailmassa olevaa tietämystä ja asiantuntemusta sekä - auttaa varmistamaan Euroopan vahva ja yhtenäinen osallistuminen kansainvälisiin tutkimushankkeisiin, joiden avulla laajennetaan tietämystä tai edistetään tärkeiden maailmanlaajuisten kysymysten ratkaisua. Kaikkia erityiskysymyksiä, jotka liittyvät tutkimustyön ensisijaisten aihealueiden ja laajemmin tutkimusaloja kattavien erityistoimien 5
kansainväliseen ulottuvuuteen, selostetaan tämän työohjelman asianomaisessa luvussa. Kaikkiin tähän toiminnan osa-alueeseen liittyviin toimiin voi osallistua osallistujia kaikista kolmansista maista 3 sekä kansainvälisistä järjestöistä, kunhan niiden lisäksi on mukana kussakin toimessa vaadittava vähimmäismäärä osallistujia. Kehitysmaiden, Välimeren alueen kumppanimaiden, Länsi-Balkanin maiden sekä Venäjän ja uusien itsenäisten valtioiden osallistujat (ks. liitteessä C oleva maiden luettelo), voivat saada rahoitusta kaikkiin toimiin 4. Lisäksi muut kolmannet maat voivat saada rahoitusta niissä tapauksissa, joissa tällainen mahdollisuus mainitaan asianomaisessa työohjelman kohdassa tai silloin, kun niiden osallistuminen on olennaisen tärkeää tutkimustoimen toteuttamisen kannalta. Kansainvälistä yhteistyötä tukevat erityistoimenpiteet Kansainvälistä yhteistyötä tukevia erityistoimenpiteitä rahoitetaan 315 miljoonalla eurolla. Näillä toimenpiteillä tuetaan yhteisön ulkosuhteita, mukaan luettuna kehityspolitiikka, ja niiden kohderyhminä ovat seuraavat kolmansien maiden ryhmät: kehitysmaat, Välimeren alueen kumppanit, Länsi-Balkanin maat sekä Venäjä ja uudet itsenäiset valtiot. Tähän toiminnan osa-alueeseen liittyviä toimia ja ehdotuspyyntöjä, joilla täydennetään tutkimustyön ensisijaisten aihealueiden avaamista, selostetaan työohjelman luvussa 10. Myös hankekonsortioiden koostumusta koskevat vaatimukset määritetään mainitussa luvussa. "Eurooppalaisen tutkimusalueen lujittamiseen" liittyvä kolmansien maiden oikeussubjektien osallistuminen ja rahoitus Kansainvälistä yhteistyötä kolmansien maiden kumppanien ja kansainvälisten järjestöjen kanssa edistetään aktiivisesti kaikkien sellaisten aihepiirien osalta, joissa tällaisesta yhteistyöstä on hyötyä. Lisäksi kolmansien maiden oikeussubjektit ja kansainväliset järjestöt voivat saada yhteisön rahoitustukea. Tätä varten ehdotuspyynnöissä yksilöidään tarpeen mukaan aihepiirejä kansainvälistä yhteistyötä varten. Tämä koskee erityisesti niitä kolmansia maita, joiden kanssa on tehty yhteistyösopimukset. d) Tämän työohjelman nojalla toteutettavissa tutkimustoimissa on noudatettava tärkeimpiä eettisiä periaatteita sekä niitä vaatimuksia, joista säädetään tutkimuksen, teknologian kehittämisen ja esittelyn erityisohjelmasta "Eurooppalaisen tutkimusalueen integrointi ja lujittaminen" tehdyssä päätöksessä. Lisätietoja eettisten kysymysten 3 Tällä hetkellä ei tehdä yhteistyötä Afganistanin, Irakin, Iranin, Libyan, Myanmarin ja Pohjois-Korean kanssa. Tilannetta voidaan tarkistaa yhteisön ulkopolitiikan kehityksen mukaan. Tiedot mahdollisista muutoksista julkaistaan Cordis-tietokannassa. 4 Kohdemaiksi valittujen kolmansien maiden (ks. liite C) osallistumiseen toimiin, jotka toteutetaan seitsemällä tutkimustyön ensisijaisella aihealueella sekä osa-alueella "Laajemmin tutkimusaloja kattavat erityistoimet", on osoitettu 285 miljoonaa euroa. 6
arviointimenettelystä annetaan ehdotusten arviointia ja hankkeiden valintaa koskevissa menettelyohjeissa (http://www.cordis.lu/fp6/evalguidelines). Lisäksi tämän työohjelman liitteessä B selostetaan tarkemmin eettisissä arvioinneissa tarkasteltavia kysymyksiä. e) Tämän työohjelman puitteissa edistetään parhaan mukaan tutkijoiden liikkuvuutta yhteistyössä erityisohjelman "Eurooppalaisen tutkimusalueen jäsentäminen" kanssa. Tavoitteena on ennen kaikkea eurooppalaisen tutkimusalueen toteuttaminen. f) Tämän työohjelman avulla pyritään mahdollisuuksien mukaan lisäämään ja vahvistamaan naisten osallistumista tieteen ja tutkimuksen tekoon. Tätä kysymystä lähestytään sekä sukupuolten tasavertaisten mahdollisuuksien periaatteen että käsiteltäviin aihepiireihin liittyvien sukupuolinäkökohtien (eli sukupuolirelevanssin) näkökulmasta. g) Työohjelman toimissa pyritään erityisesti kiinnittämään huomiota niihin eettisiin, sosiaalisiin, oikeudellisiin sekä laajempiin kulttuurisiin näkökohtiin, jotka liittyvät tutkimuksen, mukaan luettuna sosioekonominen tutkimus, ja innovoinnin tuloksena aikaan saatavien uusien teknologioiden tai prosessien ja skenaarioiden mahdolliseen käyttöönottoon, käyttöön ja vaikutuksiin kullakin ensisijaisella aihealueella. Tätä täydennetään ensisijaisella aihealueella "Kansalaiset ja hallinto tietoyhteiskunnassa" tehtävällä sosioekonomisella tutkimuksella. h) Komissio selostaa Euroopan parlamentille ja neuvostolle antamassaan määräaikaisraportissa yksityiskohtaisesti, miten erityisohjelman toteutuksessa ja erityisesti sen tavoitteiden saavuttamisessa ja painopisteiden noudattamisessa on edistytty. i) Innovaatioiden edistäminen on monialainen kysymys, joka on tärkeä EY:n koko TTK-puiteohjelman kannalta. Edesauttamalla innovointia pyritään EY:n perustamissopimuksessa asetetun tavoitteen mukaisesti lujittamaan yhteisön teollisuuden tieteellistä ja teknologista perustaa sekä edistämään yhteisön teollisuuden kansainvälisen kilpailukyvyn kehittämistä 5. Tähän liittyvänä tärkeänä tavoitteena on edistää tutkimus- ja kehitystyötä sisältävien hankkeiden tulosten hyödyntämistä 6. Konsortioiden olisi tätä silmällä pitäen kiinnitettävä hankkeissaan riittävästi huomiota tulosaineiston hallintaan ja innovaatioiden aikaansaamiseen. Nämä kysymykset otetaan huomioon myös ehdotusten arvioinnissa 7, ja siksi niitä olisi käsiteltävä jo ehdotuksissa. Osallistujien olisi eritoten sisällytettävä hankkeisiinsa "innovointiin liittyviä toimia", joita voidaan tukea EY-rahoituksella. Tällaisia toimia 5 EY:n perustamissopimuksen 163 artiklan 1 kohta. 6 Tämä tavoite on vahvistettu erityisohjelmasta "Eurooppalaisen tutkimusalueen integrointi ja lujittaminen" 30.9.2002 tehdyssä neuvoston päätöksessä (liite I, 1.1 kohta; EYVL L 294, 29.10.2001, s. 7). 7 Ks. osallistumissääntöjen 10 artiklan 1 kohta (EYVL L 355, 30.12.2002, s. 28). 7
ovat esimerkiksi tulosaineiston ja teollis- ja tekijänoikeuksien suojaaminen ja hallinta, hankkeen tulosten hyödyntämiseen vaikuttavien sosioekonomisten tekijöiden analysointi sekä tuloksia hyödyntävien yritysten perustamista koskevat toteutettavuustutkimukset. Osallistujien on hankkeen aikana raportoitava säännöllisesti siitä, miten nämä kysymykset on hoidettu. Tätä varten on laadittava tulosaineiston käyttöä ja levittämistä koskeva suunnitelma ja pidettävä se ajan tasalla koko hankkeen keston ajan. Suunnitelmassa tulisi kuvata jo toteutetut ja suunnitteilla olevat innovointiin liittyvät toimet sekä niiden toteutuneet tai odotettavissa olevat vaikutukset. Näiden keskeisten hanketason toimien lisäksi toteutetaan erityisiä järjestelyjä, joilla varmistetaan tietojen ja kokemusten vaihto työohjelmiin kuuluvien eri toimien välillä nimenomaan innovaatioihin liittyvien kysymysten osalta. Lisäksi näillä järjestelyillä huolehditaan siitä, että innovaatioihin liittyvät saavutukset analysoidaan ja arvioidaan asianmukaisesti 8. 4. Ehdotuksen jättäminen Ehdotuksia jätettäessä on noudatettava ehdotuspyynnössä 9 määritettyjä ehtoja. Ehdotuksen laatimista ja jättämistä varten olisi tutustuttava seuraavaan aineistoon: tämä työohjelma, asiaa koskeva ehdotuspyyntö, joka julkaistaan Euroopan unionin virallisessa lehdessä, sekä asianomainen Hakijoiden opas. Nämä ja joukko muita hyödyllisiä asiakirjoja ovat saatavilla Cordispalvelimelta (edellä mainitusta Internet-osoitteesta). 5. Monialaiset ehdotukset Ehdotuksia pyydetään ehdotuspyynnöillä, jotka tutkimustyön ensisijaisten aihealueiden osalta jaotellaan temaattisesti. Komissio ottaa kuitenkin vastaan myös ehdotuksia, jotka koskevat useampia kuin yhtä aihealuetta. Tällaisessa tapauksessa ehdotuksen on koskettava sellaisia aihealueita, jotka kuuluvat tämän työohjelman piiriin. Erityisohjelmassa keskitytään muutamiin ensisijaisiin aihealueisiin. Ne kattavat lukuisia eri tutkimusaloja, ja sen vuoksi on odotettavissa aihealueiden rajat ylittäviä ehdotuksia. Ehdoton edellytys tällaisten ehdotusten huomioon 8 Ks. EYVL L 294, 29.10.2002, s. 50, liitteessä I olevan 2 kohdan f alakohta. 9 Ehdotuksia, jotka koskevat sellaisia erityisiä tukitoimia, jotka eivät kuulu ehdotuspyynnön piiriin, voi jättää komissiolle ainoastaan, jos tästä mainitaan erikseen tässä työohjelmassa. 8
ottamiselle on, että ne ovat relevantteja erityisohjelman tavoitteiden kannalta. Ehdotuksia ei myöskään hyväksytä, jos ne eivät sijoitu työohjelman soveltamisalan piiriin. Monialaiset ehdotukset voidaan luokitella seuraavasti: Ehdotukset, joilla on selvä painopiste. Kun otetaan huomioon nykyaikaisen tutkimustyön luonne, on selvää, että suuri osa ehdotuksista tulee olemaan jossain määrin monitieteellisiä. Tällaisiin ehdotuksiin sovelletaan tavanomaisia jättämis- ja arviointimenettelyjä. Sellaisia ehdotuksia, joihin sisältyy merkittävä toiseen ohjelman osaan liittyvä teknologinen tai temaattinen osio, käsitellään sen aihealueen mukaan, jolla on ehdotuksessa suurin osuus (eli "painopisteenä" olevan aihealueen mukaan). Jos painopiste ei ole ilmeinen, komissio tarkastelee ehdotuksen sisältöä ja päättää, millä aihealueella ehdotus käsitellään. Jos ehdotus siirretään muuhun aihealueeseen kuin mihin se alunperin on jätetty, se käsitellään uuden aihealueen edellyttämällä tavalla. Jos uudella aihealueella ei juuri siirtohetkellä ole avoinna ehdotuspyyntöä, ehdotuksen käsittelyä siirretään hakijoiden suostumuksella, kunnes sopiva ehdotuspyyntö julkaistaan. Näin voidaan kuitenkin tehdä ainoastaan, jos tällainen ehdotuspyyntö on nimenomaisesti suunnitteilla työohjelmassa. Jos ehdotus hyväksytään, sitä hallinnoidaan sen painopisteen mukaisella aihealueella ja rahoitetaan sen määrärahoista. Yhteisten ehdotuspyyntöjen perusteella jätettävät ehdotukset. Joillakin aloilla on ilmeistä, että ehdotukset sisältävät poikkeuksetta moniin eri aihealueisiin liittyviä osatekijöitä. Tällaisessa tapauksessa komissio julkaisee kahden tai useamman ohjelman/aihealueen yhteisiä ehdotuspyyntöjä, joilla on yhdistetty budjetti. Tätä menettelyä käytetään ainoastaan tarkoin määritellyillä osa-alueilla, joilla jätettävien ehdotusten monialainen luonne voidaan ennakoida selvästi. Ehdotukset, jotka koskevat kaikkia ohjelman osa-alueita. Nämä ovat ehdotuksia, joilla on yleistä merkitystä kaikkien erityisohjelman osien kannalta mutta ei erityistä merkitystä millekään yksittäiselle osalle. Jos tällaiset ehdotukset ovat aidosti innovatiivisia ja uraauurtavia, ne on mahdollista osoittaa "tieteellisten ja teknologisten tarpeiden ennakointia" koskevaan työohjelman osaan, kun tämä osa avataan ehdotusten jättämistä varten. Sellaiset kaikkia ohjelman osa-alueita koskevat ehdotukset, jotka eivät täytä tätä kriteeriä, voidaan mikäli mahdollista käsitellä samalla tavalla kuin tietylle aihealueelle painottuvat ehdotukset (ks. ensimmäinen luetelmakohta). 6. Arviointiperusteet ja niihin liittyviä näkökohtia Ehdotusten arvioinnin perusmenettelyt, joita sovelletaan kaikissa Euroopan yhteisön kuudennen puiteohjelman yksittäisissä ohjelmissa, selostetaan ehdotusten arviointia ja hankkeiden valintaa koskevissa menettelyohjeissa. 9
Tässä työohjelmassa sovellettavia arviointiperusteita selostetaan liitteessä B. Jos jollakin osa-alueella sovelletaan lisäksi täydentäviä perusteita, ne mainitaan erikseen kyseistä osa-aluetta koskevassa työohjelman kohdassa. Liitteessä B esitetään myös kunkin arviointiperusteryhmän osalta arvioinnissa käytettävät kynnyspistemäärät. Niitä sovelletaan, jollei nimenomaisesti toisin mainita. Lisäksi liitteessä B selostetaan, kuinka sukupuoleen liittyvät kysymykset, eettiset ja/tai turvallisuuteen liittyvät kysymykset sekä koulutusnäkökohdat on määrä ottaa huomioon. Kaikille ehdotuksille, joihin liittyy eettisiä kysymyksiä tai joissa havaitaan tieteellisen arvioinnin yhteydessä eettisesti ongelmallisia seikkoja, voidaan ennen rahoituspäätöstä tehdä erityinen eettinen arviointi. Arvioinnin suorittaa erillinen eettinen arviointilautakunta. Ehdotusten arviointia ja hankkeiden valintaa koskevissa menettelyohjeissa selostetaan tarkemmin sekä arviointimenettelyä kokonaisuutena että eettisen arviointimenettelyn yksityiskohtia. Lisäksi työohjelmissa ja niiden perusteella julkaistavissa ehdotuspyynnöissä voidaan täsmentää ja rajoittaa oikeussubjektien osallistumiskelpoisuutta epäsuoraan toimeen oikeussubjektien toiminnan tai tyypin ja sovellettavien toteutusvälineiden mukaan sekä kuudennen puiteohjelman erityistavoitteiden huomioon ottamiseksi. Ehdotuspyyntöjen yhteydessä voidaan soveltaa kaksivaiheista arviointimenettelyä. Jos tällaista menettelyä käytetään, siitä ilmoitetaan erikseen ehdotuspyynnössä. Lisätietoja kaksivaiheisesta menettelystä on ehdotusten arviointia ja hankkeiden valintaa koskevissa menettelyohjeissa. Ehdotuspyynnön perusteella saatujen ehdotusten arviointivaiheessa komissio voi toimittaa ehdotukset postitse tai sähköisessä muodossa ulkopuolisille asiantuntijoille, jotta nämä voivat suorittaa arvioinnin etätyönä kotonaan tai työpaikallaan. 7. Erityiset tukitoimet Erityisten tukitoimien soveltamisala on suppeampi kuin aiemmissa puiteohjelmissa käytettyjen liitännäistoimenpiteiden. Erityisiin tukitoimiin liittyvien hankkeiden tarkoituksena on tukea aktiivisesti työohjelman toimien toteutusta, tulosten analysointia ja levittämistä tai tulevien toimien suunnittelua. Tavoitteena on auttaa yhteisöä saavuttamaan strategiset TTKtavoitteensa tai määrittämään tällaisia tavoitteita. Tätä silmällä pitäen painotetaan voimakkaasti tukitoimia, joiden avulla voidaan: edistää ja helpottaa koko ohjelman aikaisempien ja uusien tulosten levittämistä, siirtoa, hyödyntämistä, arviointia ja/tai laajaa käyttöönottoa (tavanomaisten yksittäisiä hankkeita koskevien levittämis- ja hyödyntämistoimien lisäksi), edesauttaa strategisten tavoitteiden saavuttamista erityisesti eurooppalaisen tutkimusalueen osalta (esim. pilottitoimet, jotka koskevat vertailuanalyysia, kartoitusta, verkottamista ym.), 10
valmistella tulevia yhteisön TTK-toimia (esim. tulevaisuutta luotaavien selvitysten, eksploratoristen toimenpiteiden, pilottitoimien ym. avulla) sekä Nämä toimet ovat etusijalla sellaisiin tietoisuuden lisäämiseen ja tiedonvaihtoon tähtääviin toimiin (kuten vuosittaisiin työpajatapaamisiin ja konferensseihin) nähden, jotka järjestettäisiin joka tapauksessa ilman komission tukeakin. Näin ollen viimeksi mainittuja toimia ei tueta, elleivät ne palvele ohjelman strategisten tavoitteiden saavuttamista (eli eurooppalaisen tutkimusalueen rakentamista, koordinoinnin parantamista, suuren yleisön tietoisuuden lisäämistä, tulevien yhteisön toimien valmistelua jne.). Rahoitusta voidaan myöntää myös pienehkölle määrälle erityisiä tukitoimia, jotka eivät sijoitu ehdotuspyynnön alaan, mikäli tällaiset toimet ovat erikoislaatuisia ja erityisen merkityksellisiä erityisohjelman tavoitteiden ja tieteellisen ja teknologisen sisällön kannalta. Rahoitusta voi hakea ainoastaan toimille, joilla on Euroopan laajuista merkitystä. Tukea voivat saada esimerkiksi unionin kiertävään puheenjohtajuuteen liittyvien toimien yhteydessä järjestettävät merkittävät politiikka-aiheiset työpajatapaamiset. Rahoitushakemukset on jätettävä vähintään viisi kuukautta ennen asianomaisen tapahtuman järjestämistä. Hakemuksiin sovelletaan samoja (tässä työohjelmassa selostettuja) arviointiperusteita kuin muidenkin erityisten tukitoimien yhteydessä. 11
3.2 Johdanto Siirtyminen yhtäältä tietoyhteiskuntaan ja toisaalta kestävään kehitykseen edellyttää toimintatapojen muutosta tuotannossa ja kulutuksessa. On siirryttävä raaka-ainepainottuneisuudesta tietopainotteisuuteen, määrästä laatuun ja massatuotetuista yksikäyttötuotteista uusiin, enemmän lisäarvoa tuottaviin, ekotehokkaisiin ja kestävän kehityksen mahdollistaviin tuotteisiin, prosesseihin ja palveluihin. 3.3 Tavoitteet, rakenne ja yleinen lähestymistapa Tällä aihealueella perimmäisenä tavoitteena on edistää tieteelliseen ja tekniseen huippuosaamiseen perustuvia todellisia teollisuusmittakaavan läpimurtoja. Radikaaleihin läpimurtoihin voidaan päästä kahdella toisiaan täydentävällä tavalla: luomalla uutta tietämystä ja kehittämällä uusia tapoja yhdistellä ja hyödyntää olemassa olevaa ja uutta tietoa. Tästä syystä yhteisön tutkimuksessa painopistettä on siirrettävä lyhyestä pidempään aikaväliin, ja innovaatioissa on vähittäin etenevän kehittämisen asemesta korostettava läpimurtoja ja keskityttävä kokonaisvaltaiseen lähestymistapaan. Teollisuuden muutos kohti suuren lisäarvon organisaatioita edellyttää todellisia kokonaisvaltaisia käytännön lähestymistapoja: joko "vertikaalisia", joissa yhdistetään materiaalitieteitä, nanoteknologiaa ja tuotantotekniikoita sekä muita teknologioita, esim. tieto- tai bioteknologiaa, tai "horisontaalisia", joissa yhdistetään eri alojen näkökulmia. Kokonaisvaltaisen lähestymistavan olisi katettava myös kulutusmallit, jotta koko teollisuuden tuotantokaari täyttäisi yhteiskunnallisen kestävän kehityksen vaatimukset. Tutkimustoimissa kiinnitetään erityistä huomiota innovatiivisten yritysten, yliopistojen ja tutkimusorganisaatioiden vahvaan osallistumiseen ja vuorovaikutukseen. Tarvitaan verkostoja ja hankkeita, joiden avulla tutkimusorganisaatiot saavat käyttöönsä uusia teknologioita ja jotka näin edistävät uusien lähestymistapojen omaksumista useimmilla teollisuudenaloilla ja varsinkin sellaisilla aloilla, joilla pk-yritysten osuus on suuri. Keskeinen tehtävä on yhdistää kilpailukykyyn, innovatiivisuuteen ja kestävään kehitykseen liittyvät näkökohdat johdonmukaisessa tutkimus- ja kehitystoiminnassa. Tästä syystä on erittäin tärkeää, että alan yritykset ovat itse vahvasti edustettuina ja mukana ehdotettavissa tutkimushankkeissa. Koulutuksen ja taitojen kehittämisen yhdistäminen tutkimustoimintaan on keskeisen tärkeää lisättäessä eurooppalaista osaamista erityisesti nanotieteissä ja niihin liittyvissä uusissa teknologioissa, sekä luotaessa mahdollisuuksia teollisille sovelluksille. Lisäksi tutkimuksen läpimurtojen odotetaan lisäävän tieteen ja muun yhteiskunnan välistä vuoropuhelua sekä innostusta tiedettä kohtaan. 12
Työohjelman toteutusvälineet ovat seuraavat: integroidut hankkeet (IP), huippuosaamisen verkostot (NE), kohdennetut tutkimushankkeet (STREP), koordinointitoimet (CA) ja erityiset tukitoimet (SSA). Jäljempänä kuvataan vuoden 2004 ehdotuspyynnöissä tarkasteltavat tutkimusalat. Näihin sisältyy sekä pikaista huomiota vaativiin ongelmiin liittyviä kiireellisiä tutkimusaiheita että pidemmän aikavälin tavoitteita, joiden kohdalla toteutetaan pikemminkin tutkimustoimintaa jäsentäviä toimenpiteitä. 3.4 Tekninen sisältö Työohjelmassa annetaan lyhyt kuvaus kustakin alasta ja kuvaillaan aiheet, joihin liittyviä hanke-ehdotuksia pyydetään. Työohjelmassa mainitaan, mitä toteutusvälineitä (hankemuotoja) kunkin tutkimusaiheen yhteydessä tullaan käyttämään. Integroitujen hankkeiden olisi oltava monitieteisiä, joten niissä voidaan käsitellä useampaa kuin yhtä aihetta, kun taas huippuosaamisen verkostot koskevat yleensä yhtä tiettyä aihetta. Koska eri aiheet kilpailevat keskenään, voi olla, että vuoden 2004 ehdotuspyynnöissä tiettyjen aiheiden kohdalla ei tueta yhtäkään hanke-ehdotusta. 3.4.1 Nanoteknologia ja nanotiede Nanoteknologiat ja nanotieteet edustavat uutta monitieteistä ja yhdentävää tapaa lähestyä materiaalitieteitä ja -tekniikkaa. Niissä suunnitellaan myös uusia järjestelmiä ja prosesseja, joissa hyödynnetään nanomittakaavan vaikutuksia, kun pystytään hallitsemaan materiaalin rakennetta. Euroopalla on nanotieteissä vahva asema, joka on kyettävä muuntamaan todelliseksi kilpailueduksi eurooppalaisille yrityksille. Tavoite on kaksijakoinen: ensinnäkin pyritään edistämään TTK-panostuksiltaan voimakkaan eurooppalaisen nanoteknologia-alan teollisuuden syntymistä, ja toisaalta halutaan edistää nanoteknologian käyttöönottoa nykyisillä teollisuudenaloilla. Tutkimus voi olla pitkäjänteistä ja riskipitoista, mutta lopullisena tavoitteena ovat kuitenkin teolliset sovellukset ja/tai toiminnan koordinointi EU:n tasolla. Teollisuusyrityksiä ja pk-yrityksiä, myös uusyrityksiä, tuetaan aktiivisesti edistämällä teollisuuden ja tutkimusyhteisön vahvaa vuorovaikutusta konsortioissa, jotka toteuttavat mittavia hankkeita. Tutkimus- ja kehitystoimien olisi edistettävä myös uusien ammatillisten taitojen kehittymistä. Euroopan yliopistojen on ehkä tarpeen mukautua nanotieteiden ja nanoteknologioiden koulutukseen kehityksen vuoksi. Tarpeen mukaan olisi otettava huomioon eettiset, yhteiskunnalliset, viestintään, terveyteen ja sääntelyyn ja erityisesti metrologiaan ja mittausten jäljitettävyyteen liittyvät näkökohdat. 3.4.1.1 Pitkän aikavälin monitieteellinen tutkimustoiminta, jossa pyritään ymmärtämään ilmiöitä, hallitsemaan prosesseja ja kehittämään tutkimusvälineitä Alan tulevaisuuden kannalta on elintärkeää laajentaa sovellussuuntautuneen nanotieteen ja nanoteknologian tietämysperustaa tieteidenvälisellä tutkimuksella sekä kehittää uraa uurtavia tutkimusvälineitä ja -tekniikoita. Vuodelle 2004 valitut aiheet: Itsejärjestyvyys ja itserakentuvuus: Kohdennetut tutkimushankkeet 13
Tavoitteena on luoda materiaaleja ja/tai järjestelmiä, joiden muodostuminen ja rakenne on ennakoitavissa, sekä hallita niiden ominaisuuksia ja suorituskykyä, mistä on pitkällä aikavälillä hyötyä teollisuuden kilpailukyvylle. Kohdennetuissa tutkimushankkeissa olisi oltava tieteidenvälistä tutkimusta, jossa hyödynnetään ja tutkitaan esim. mallintamista, "telineitä", kasvua. positionaalista rakentumista, nano-objektien monistumista, niiden funktionaalisuuksien muodostumista jne. Myös tuotantoon liittyviä kysymyksiä voidaan käsitellä, erityisesti tutkimusta, jossa on tarkoituksena rakentaa kolmiulotteisia järjestelmiä, jotta voitaisiin valmistaa monimutkaisempia rakenteita, joilla on laajaa ja suurta potentiaalia. Tähän kohtaan eivät kuulu olemassa olevien tuotantolinjojen parannukset eivätkä sovellukset, jotka sisältyvät tämän työohjelman muihin kohdennettujen tutkimushankkeiden aiheisiin, kuten kudosteknologiaan sekä molekyyli- ja nanoelektroniikkaan. Molekyylimoottorit kohdennetut tutkimushankkeet Tavoitteena on edistää alan kehitystä luomalla uusia ratkaisumalleja ja teknologioita, joiden sovellukset tarjoavat huomattavia mahdollisuuksia läpimurtoihin. Ehdotettavissa hankkeissa olisi keskityttävä seuraaviin kysymyksiin: molekylaaristen tai biologisten moottorien kehittäminen (painon on oltava sen selvittämisessä, miten energiaa viedään nanojärjestelmiin, jotta ne suorittaisivat tiettyjä toimintoja), mukaan luettuna tunnettujen molekyylien uudet käyttötavat. Kokoon sidoksissa olevien ilmiöiden tuntemuksen parantaminen erityiset tukitoimet Monitieteinen lähestymistapa on ratkaisevan tärkeää, jotta nanotieteitä ja nanoteknologioita voidaan kehittää ja hyödyntää tehokkaasti. Ylittämällä vakiintuneiden tieteenalojen perinteisiä rajoja voidaan synnyttää innovatiivisempia ajatuksia. Ehdotettavissa erityisissä tukitoimissa olisi tehtävä selvityksiä ja/tai järjestettävä kansainvälisiä korkean tason seminaareja tai työpajoja. Toimissa olisi koottava yhteen huippututkijoita ja -asiantuntijoita kehittämään monitieteisiä ratkaisuja ja aloitteita seuraavilla erityisaloilla: molekyylitason ja mesoskooppiset ilmiöt; uudet tavat hyödyntää epäorgaanisten, orgaanisten ja biologisten materiaalien ja prosessien kehitystä. Tuloksena olisi tuotettava esimerkiksi laaja-alaisia suosituksia uusiksi tutkimusaiheiksi tai yliopistojen opetussisällöiksi. 3.4.1.2 Nanobioteknologiat Euroopan on tuettava biologisten ja muiden järjestelmien yhdistämisen tutkimusta, sillä se avaa uusia kehitysnäkymiä monissa sovelluksissa, kuten prosessitekniikoissa sekä lääketieteen ja ympäristötieteen analyysijärjestelmissä. Vuodelle 2004 valitut aiheet: 14
Uusi tietämys rajapinnoista uusia sovelluksia varten - kohdennetut tutkimushankkeet Uudenlaiset rajapinnat biologisten ja ei-biologisten komponenttien välillä voivat mahdollistaa uudenlaisia keinoja toteuttaa erittäin suorituskykyisiä laitteita ja järjestelmiä. Tähän liittyy kuitenkin sekä sisälähtöisiä että menetelmällisiä ongelmia. Kohdennetuilla tutkimushankkeilla olisi oltava huomattavaa merkitystä teollisuudelle. Niissä olisi tutkittava tällaisia rajapintoja ja vuorovaikutussuhteita sekä kehitettävä uutta tietämystä mahdollisia teollisia sovelluksia varten. Keskeisiä aiheita voisivat olla esimerkiksi aktiiviset tai reaktiiviset rajapinnat, ei-biologisten objektien ja biologisten molekyylien välisen vuorovaikutuksen ohjaaminen, uudenlaiset kokoonpanot kuten solujen ja pintojen yhdistäminen, solujen käyttäytymisen ohjaaminen jne. Tarpeen mukaan olisi käsiteltävä myös asiaan mahdollisesti liittyviä terveysja ympäristöriskejä. Bioantureihin liittyviä lääketieteen sovelluksia koskevia ehdotuksia ei oteta vastaan tässä kohdassa, vaan niitä käsitellään kohdassa 3.4.5.4. 3.4.1.3 Nanometritason tekniikat materiaalien ja komponenttien valmistukseen Teollisuus tarvitsee yhä enemmän uudenlaisia, ominaisuuksiltaan aina vain parempia funktionaalisia ja rakennemateriaaleja, joita voidaan kehittää, kun hallitaan materiaalien nanorakenteita. Tähän sisältyvät myös materiaalien tuotantoon, karakterisointiin ja käsittelyyn liittyvät tekniikat. Vuodelle 2004 valitut aiheet: Nanorakenteiset pinnat - integroidut hankkeet Nanorakenteisilla pinnoilla on ainutlaatuisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joita voidaan hyödyntää monissa tärkeissä teknologiasovelluksissa. Integroiduissa hankkeissa olisi rohkaistava uraauurtavia innovaatioita teollisuudessa ja kehitettävä tieteidenvälisiä lähestymistapoja pintojen nanorakenteistamiseen esimerkiksi supramolekyylejä hyödyntäen tai käyttäen muita pintatieteen tekniikoita. Pinnan nanorakenteistamisella voidaan esimerkiksi pyrkiä rakentamaan olioita atomimittakaavan tarkkuudella ja/tai ohjausmahdollisuuksilla, jotta saataisiin aikaan korkean lisäarvon omaavia tuotteita ja/tai palveluja, mukaan luettuina erityisominaisuuksia omaavat ns. älypinnat (esim. biotunnistukseen), aktivoidut pinnat itsesterilisointiin (esim. fotokatalyysin avulla) jne. Tutkimustyössä voitaisiin tarkastella myös uudenlaisia nanoluokan aikaerotteisia ja/tai in situ -analyysivälineitä. Teollisesti merkittävä nanopartikkelien tuotanto - integroidut hankkeet Nanopartikkelit tarjoavat suuria mahdollisuuksia useille erilaisille sovelluksille. Tekniset haasteet, tuotantokustannukset sekä käsittelyssä ja prosessoinnissa tarvittavat varotoimenpiteet edellyttävät kuitenkin vielä mittavaa tutkimusta. Kohdennetuilla tutkimushankkeilla olisi oltava huomattavaa merkitystä teollisuudelle. Niissä olisi tarkasteltava nanopartikkeleiden (halkaisija alle 100 nm) tuotantoteknologian kehittämistä ja tuotantomittakaavan suurentamista 15
niin, että tuotanto olisi taloudellisesti kannattavaa. Hankkeissa voidaan tutkia eri yhdistelminä esimerkiksi nanopartikkelien, ts. jauheiden ja/tai kuitujen tuotantoa (eli synteesi kaasufaasissa, sooli-geeli-käsittely jne.), toiminnallistamista, kapselointia, käsittelyä, stabilointia, kuljetusta ja/tai varastointia. Tarpeen mukaan olisi otettava huomioon yhteiskunnalliset, terveysvaikutuksiin, etiikkaan ja sääntelyyn liittyvät ja erityisesti validointia koskevat ja metrologiset näkökohdat. Lisäksi olisi tehtävä tarvittavat toksikologiset tutkimukset. Nanorakenteisten materiaalien kehittäminen kuuluu kohtaan 3.4.2.2. Tässä kohdassa ei myöskään käsitellä nanokokoisten hiiliputkien kehittämistä. 3.4.1.4 Käsittely- ja hallintavälineiden ja -instrumenttien kehittäminen Euroopassa on kehitettävä tehokasta instrumentaatiota nanokokoluokan mittauksia, analyysejä ja valmistusta varten. Nanorakenteiden käsittelyssä ja hallinnassa tulisi olla ohjeellisena tavoitteena 10 nm:n luokkaa oleva piirrekoko tai resoluutio. Vuodelle 2004 valittu aihe: Karakterisointi- ja/tai käsittelylaitteet ja -tekniikat - kohdennetut tutkimushankkeet Atomien ja molekyylien karakterisointi ja käsittely ovat keskeisiä tekijöitä teollisuuden uusien tuotteiden tutkimuksessa ja kehittämisessä. Näin ollen on tärkeää, että Euroopassa kehitetään kilpailukykyistä instrumentaatiota sekä käsittelyvälineitä ja -tekniikoita nanotuotteiden teolliseen valmistukseen. Kohdennetuissa tutkimushankkeissa olisi käsiteltävä sellaisia atomi- ja molekyylitason karakterisointi- ja/tai käsittelyvälineitä ja -tekniikoita, jotka eivät vaurioita herkkiä aktiivisia rakenteita. Uusien laitteiden ja tekniikoiden olisi rakenteiden kuvantamisen lisäksi pystyttävä analysoimaan niiden ominaisuuksia ja tarjoamaan näin teollisuuden käyttöön yhä runsaammin tietoa. Laitteiden ja tekniikoiden on pystyttävä tuottamaan maksimaalisesti analyyttista tietoa suurella resoluutiolla. Tavoitteena on kehittää sekä in situettä ex situ -sovelluksiin nopeita ja helppokäyttöisiä analyysitekniikoita, jotka eivät hidasta näytteenvalmistelua ja läpimenoaikoja teollisissa prosesseissa. Tutkimusaiheena voivat olla myös rajapinnat. 3.4.1.5 Alan sovellukset esimerkiksi terveydenhuollossa ja lääketieteessä, kemianteollisuudessa, energia-alalla, optiikassa, elintarviketeollisuudessa ja ympäristöalalla Nanotieteet ja nanoteknologia ovat nopeasti kehittyviä aloja, joihin liittyy valtavia mahdollisuuksia, koska ne voivat sekä parantaa kaikkien ihmisten elämänlaatua että luoda hyvinvointia mahdollistamalla uudenlaisia älykkäitä ja kestäviä prosesseja. Tavoitteena on tukea nanoteknologian mahdollisuuksia läpimurtosovelluksissa hyödyntämällä materiaalitutkimuksen ja teknologialaitteiden kehityksen saavutuksia teollisuudessa. Uusien ominaisuuksiltaan kehittyneempien palvelujen, tuotteiden, komponenttien, laitteiden, järjestelmien ja prosessien kehittäminen vaatii edelleen pitkän aikavälin tutkimuspanostusta. Jotta voitaisiin päättää julkisen rahoituksen 16
laajuudesta ja toteutustavasta, on käytössä oltava ajantasaista tietoa ja realistisia kehitysskenaarioita. Vaikutukset ihmisten terveyteen ja ympäristöön - erityiset tukitoimet; koordinointitoimet Nanopartikkeleiden vaikutuksista ihmisen terveyteen ja ympäristöön on toistaiseksi vain vähän tietoa. On esitetty, että epäorgaaninen aine olisi nanotasolla biologisesti inerttiä. Yleisesti ottaen asiaan vaikuttavia mekanismeja (esim. sorptio, desorptio, kulkeutuminen, kasaantuminen, saostuminen ja biologinen otto) ei kuitenkaan tunneta riittävän tarkasti. Orgaanisen aineen kohdalla tilanne on vielä epäselvempi. Erityisen tukitoimen olisi koostuttava selvityksistä, joissa kootaan yhteen luotettavaa ajantasaista tietoa tästä aiheesta ja myös siihen liittyvistä toksikologisista näkökohdista. Koordinointitoimessa taas olisi koordinoitava meneillään olevaa (tai pian käynnistettävää) toimintaa yhden tai useamman edellä mainitun aiheen alalla alueellisella, kansallisella tai kansainvälisellä tasolla. Sekä tukitoimissa että koordinointitoimissa olisi käsiteltävä kaikkia mahdollisia vaikutuksia. Nanoteknologian eettiset, oikeudelliset ja yhteiskunnalliset näkökohdat - erityiset tukitoimet Nanoteknologiasta voi olla hyötyä yleisesti koko yhteiskunnalle, mutta toisaalta yhteiskuntaan kohdistuvia vaikutuksia, joita siitä uutena teknologiana aiheutuu, ei pidä aliarvioida. Erityisillä tukitoimilla olisi edistettävä vuoropuhelua kansalaisyhteiskunnan kanssa ja kiinnitettävä huomiota erityisesti viestintään. Toimissa olisi käsiteltävä eettisiä ja oikeudellisia näkökohtia (mahdollisesti olisi myös määriteltävä prioriteetteja standardointiin ja metrologiaan ja käsiteltävä henkiseen omaisuuteen liittyviä erityisnäkökohtia) ja/tai yhteiskunnallisia näkökohtia (tapauksen mukaan myös ennakointitoimia ja nanoteknologian mahdollisia vaikutuksia, yksinään tai yhdessä tietotekniikan, nanobiologian ja/tai kognitiivisten tieteiden kanssa). 3.4.2 Älykkäät monikäyttöiset materiaalit Uudet, paljon osaamista edellyttävät materiaalit, jotka tarjoavat uusia käyttömahdollisuuksia ja parempaa suorituskykyä, ovat keskeisessä asemassa eri tekniikoihin, laitteisiin ja järjestelmiin liittyvissä innovaatioissa, ja ne tukevat kestävää kehitystä ja kilpailukykyä. Koska niiden sovelluksilla on suurta merkitystä yksilön ja koko yhteiskunnan kannalta, tarvitaan uutta tutkimuskulttuuria. Tutkimustoiminnan odotetaan olevan erityisen riskipitoista, monitieteistä ja tieteidenvälistä, pitkäjänteistä ja geneeristä, ja sen odotetaan tuovan hyötyjä materiaalien käyttöön, ylläpitoon ja energiankulutukseen liittyvinä säästöinä sekä etuja terveyden, turvallisuuden ja ympäristön kannalta. Läpimurrot eivät perustu pelkästään uusiin materiaaleihin, vaan myös uusiin prosessointi- ja tuotesuunnittelumenetelmiin ja uusiin lähestymistapoihin, joissa hyödynnetään esimerkiksi uusiutuvia materiaaleja tai rajapintojen suunnittelua. Lisäksi on päästävä eroon eri materiaalityyppien välisistä perinteisistä raja-aidoista, jotka ovat viime vuosikymmeninä olleet 17
luonteenomaisia eurooppalaiselle tutkimukselle. Jotta Euroopan vahva asema uusien teknologioiden markkinoilla voitaisiin turvata, on eri toimijat saatava mukaan huipputason monitieteisiin tutkimuskumppanuuksiin ja riskipitoiseen tutkimustyöhön. 3.4.2.1 Perustietämyksen lisääminen Teollisuudessa on valtava tarve ymmärtää paremmin monimutkaisia fysikaalis-kemiallisia ja biologisia ilmiöitä, joilla on merkitystä monikäyttöisten ja ekotehokkaiden materiaalien, myös uusiutuvien materiaalien, hallinnan ja prosessoinnin kannalta. Tällainen tietämys loisi perustaa kehitettäessä uudenlaisia materiaaleja, joilla on tarkoin ennalta määritellyt fyysiset, kemialliset tai biologiset ominaisuudet. Vuodelle 2004 valitut aiheet: Materiaaleihin liittyvien ilmiöiden ymmärtäminen - huippuosaamisen verkostot; koordinointitoimet Tavoitteena on tutkia materiaaleihin liittyviä ilmiöitä, jotka tarjoavat uusia vaihtoehtoja innovatiivisten teollisten sovellusten kehittämiseen pitkällä aikavälillä. Toimissa olisi pystyttävä laajentamaan huomattavasti tietämystä monikäyttöisistä materiaaleista ja niiden ominaisuuksista (esim. fysikaaliset, kemialliset, rakenteelliset ja biologiset ominaisuudet), prosessoinnista ja käytöstä. Rajapintojen ominaisuudet ja niihin liittyvät ilmiöt ansaitsevat myös tutkimusta. Huippuosaamisen verkostoissa olisi pyrittävä monitieteisesti yhdistämään eri osa-alueiden tietämystä, jonka avulla voidaan kehittää uusia ja nykyistä parempia monikäyttöisiä materiaaleja. Erityisesti olisi tarkasteltava ominaisuuksien ja materiaalirakenteen välisiä suhteita. Koordinointitoimissa olisi pyrittävä parantamaan synergiaa puiteohjelman meneillään olevien toimien ja COSTin ja Euroopan tiederahaston ESF:n puitteissa toteuttavien toimien välillä. Monikäyttöisten materiaalien mallintaminen ja suunnittelu - kohdennetut tutkimushankkeet Materiaalien tehokasta tietokonemallintamista hyödyntävä monitieteinen tutkimus on keskeisen tärkeää pyrittäessä ymmärtämään uusien älykkäiden materiaalien monisäikeistä käyttäytymistä ja tähdättäessä niiden teolliseen käyttöön. Kohdennetuissa tutkimushankkeissa olisi keskityttävä materiaalien käyttäytymisen ja prosessoinnin mallintamiseen kehittämällä esimerkiksi historiaperusteisia ratkaisuja ja monen mittakaavan simulointimenetelmiä, joissa otetaan huomioon mittakaavaluokat atomitasolta jatkumomalleihin. Lisäksi olisi otettava huomioon simuloinnin, teorian, kokeiden, validoinnin ja käytön väliset yhteydet. 3.4.2.2 Älykkäiden monikäyttöisten materiaalien ja biomateriaalien tuotantoon, jalostukseen ja prosessointiin liittyvät teknologiat Teollisuus tarvitsee sellaisten uusien älykkäiden materiaalien kehittämistä ja kestävää tuotantoa, jalostusta ja prosessointia, joilla on erityisominaisuuksia ja joita voidaan käyttää makrorakenteiden rakenneosina. Tällaisilla uudenlaisilla 18
materiaaleilla, jotka soveltuvat monien toimialojen sovelluksiin, olisi oltava sellaisia ominaisuuksia, joita voidaan soveltaa ennalta määritellyissä olosuhteissa. Lisäksi niiltä odotetaan entistä parempia bulkki- tai rajapintaominaisuuksia paremman suorituskyvyn saavuttamiseksi. Tällainen tuotanto edellyttää uusien monialaisten teknologioiden ja prosessien kehittämistä. Vuodelle 2004 valitut aiheet: Erittäin innovatiiviset materiaalien prosessointiteknologiat - kohdennetut tutkimushankkeet Prosessointitekniikat edustavat viimeistä mahdollistavaa vaihetta pyrittäessä hyödyntämään älykkäitä materiaaleja yhä vaativammissa sovelluksissa. Mittavat edistysaskeleet monikäyttöisten materiaalien prosessoinnissa voivat auttaa parantamaan materiaalien suorituskykyä ja johtaa valtaviin hyötyihin teollisuustuotteiden valmistuksessa. Kohdennetuissa tutkimushankkeissa olisi pyrittävä teknologisiin läpimurtoihin monikäyttöisten materiaalien prosessointimenetelmissä, jotka liittyvät kemiallisiin prosesseihin (esim. mikroreaktiotekniikka, ioniset liuokset, vihreä kemia), fysikaalisiin prosesseihin (esim. kiteyttäminen, jäykistäminen), bioteknologiaan ja muihin tekniikoihin (esim. mikroaalto-, laser- ja plasmatekniikka, uusiutuvien materiaalien teknologia). Nanorakenteisten materiaalien kehittäminen - integroidut hankkeet Teollisuussovellusten kannalta on hyvin tärkeää tutkia tätä uutta materiaalityyppiä, jonka sisäistä rakennetta eli rakenneosia voidaan muokata nanotasolla. Integroitujen hankkeiden olisi oltava teollisuusvetoisia. Niissä olisi keskityttävä kehittämään nanorakenteisia materiaaleja, erityisesti nanokomposiitteja ja monikäyttöisiä ohutkalvoja, joissa on täysin uudenlaisia nanorakenteita ja merkittävästi tavanomaisten materiaalien ominaisuuksista poikkeavia kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, ja joilla näin voi olla lupaavia teknologisia sovelluksia. Älykkäät biomateriaalit kudosten korjaamiseen ja uudelleenmuodostukseen - kohdennetut tutkimushankkeet Tavoitteena on kehittää uusia älykkäitä biomateriaaleja (metalleja, keraameja, polymeerejä tai komposiitteja, mukaan luettuina "kolmannen sukupolven" biohajoavat materiaalit), joiden bioaktiivinen pinta pystyy aktivoimaan tiettyjä soluja ja geenejä, mikä mahdollistaa merkittäviä läpimurtoja lääketieteellisissä sovelluksissa. Kohdennetuissa tutkimushankkeissa olisi kehitettävä bioaktiivisiin materiaaleihin liittyviä järjestelmiä (mukaan luettuina pinnoitteet ja pintakäsittelyt), jotka ovat herkkiä ärsykkeille tai tietyille kehon signaaleille (ph, lämpötila, suolapitoisuus, sokeripitoisuus, entsyymit jne.), jotka puolestaan aktivoivat soluissa ja geeneissä tiettyjä käyttäytymistapoja ja vasteita sekä monimutkaisia järjestäytymistapoja. On myös tarkasteltava erilaisten aineiden sisällyttämistä biomateriaaleihin haluttujen ominaisuuksien aikaansaamiseksi. 19
Tribologiaan liittyvä pintatekniikka monikäyttöisissä materiaaleissa - integroidut hankkeet Tavoitteena on räätälöidä ja laajentaa monikäyttöisten materiaalien suorituskykyä ja ominaisuuksia niiden pinnan kehittyneellä käsittelyllä. Monikäyttöisten materiaalien kestävyyteen ja tehokkuuteen liittyvillä tribologisilla pinnoitteilla tai pintakäsittelyillä on merkitystä tärkeille teollisuudenaloille, kuten tehdasvalmistus-, energia-, ajoneuvo- ja ilmailuteollisuudelle. Integroiduissa hankkeissa olisi keskityttävä merkittäviin innovaatioihin tribologisen käyttäytymisen ja ohutkalvojen ominaisuuksien alalla. Teollisuuden on oltava vahvasti mukana hankkeissa. 3.4.2.3 Materiaalikehityksen tukena tarvittavat suunnittelu- ja valmistustekniikat Haasteena on korjata puutteita, joita EU:n teollisuudella on materiaalikehityksen ja valmistusteollisuuden tai prosessoinnin vuorovaikutuksessa. Tämä tapahtuu kehittämällä materiaalien kehitysprosesseja ja tietämyksen siirtämistä teollisuuden käyttöön. Uudet tekniikat mahdollistavat uusien materiaalien tuotannon kestävää kehitystä ja kilpailukykyä tukevalla tavalla. Vuodelle 2004 valitut aiheet: Materiaalisuunnittelu: biologian lähestymistapoja hyödyntävät materiaalit sekä orgaaniset/epäorgaaniset hybridimateriaalit - kohdennetut tutkimushankkeet Päätavoitteena on kehittää uudenlaisia monikäyttöisiä materiaaleja monialaisiin sovelluksiin noudattamalla suunnittelussa uusia lähestymistapoja ja hyödyntämällä materiaalien prosessoinnissa uusia ratkaisuja, kuten oppimista luonnosta tai materiaalien mittatilausvalmistusta ja käyttämällä hyväksi nanoteknologian mahdollisuuksia silloin kun se on tarkoituksenmukaista. Monimutkaisten biologian lähestymistapoja hyödyntävien materiaalien ja hybridimateriaalien tutkimuksen odotetaan olevan osittain monitieteistä, ja siihen liittyy kaksi tärkeää näkökohtaa: koon pienentäminen, jotta monia ominaisuuksia mahtuu pieneen tilaan, sekä hybridisointi, jossa yhdistetään epäorgaanisia ja orgaanisia komponentteja. Suorituskyky olisi pyrittävä optimoimaan monella mittakaavalla tehtävissä analyyseissa. Biologian lähestymistapoja soveltavan materiaalitekniikan alalla toteutettavissa tutkimushankkeissa olisi keskityttävä biomineralisaatioon, rajapintoihin, geeleihin, hierarkisesti rakentuneisiin materiaaleihin sekä mesoskooppisiin ilmiöihin. Hybridimateriaaleja koskevissa hankkeissa olisi keskityttävä orgaanisen ja epäorgaanisen välisen rajapinnan rakenteeseen, synteesistrategioihin ja sovellusvetoiseen aineen ominaisuuksien paranteluun. Uudet älykkäät ja ominaisuuksiltaan kehittyneemmät multimateriaalit makroluokan sovelluksiin - integroidut hankkeet 20