Определение инновационного лага в процессе коммерциализации разработок в области гибридных материалов на примере металл-органических каркасов

Проекты данной специфики активно финансируются в разных странах мира, особенно в США, Китае и Европе, причем помимо государственного участия в данной области существуют примеры государственно-частного партнерства, а также сотрудничества с бизнесом (Tula et al., 2023). Следовательно, финансовый аспект можно исключить из перечня препятствий для коммерциализации. Однако львиная доля разработок не реализуется никак, кроме как в виде публикации научной статьи в журнале. Проблемы коммерциализации инноваций подробно описаны разными исследователями, в частности, встает вопрос о том, кто должен быть конечным выгодоприобретателем и владельцем исключительных прав на результаты разработок, особенно в спорных ситуациях совместного софинансирования проекта и государством (университетом) и бизнесом (Баринова, Назарова, 2018).

Специфике коммерциализации инновационных разработок в России в 2023 г. посвящено учебное пособие ученых Пермского национального исследовательского политехнического университета, в котором подробно разобраны различные варианты финансирования таких проектов, а также обозначена специфика финансирования в зависимости от стадии реализации проекта и уровня готовности технологии (УГТ)1.

Тем не менее есть разработки, которые доходят до этапа патентования своих решений, несмотря на то, что их количество значительно меньше, в сравнении с числом научных публикаций. Зафиксирован факт успешной коммерциализации некоторых таких разработок, например, компания BASF реализовала промышленный выпуск металл-органических каркасов: Basolite® C 300 – это кристаллизованное гибридное пористое твердое вещество, построенное из неорганических субъединиц, которые соединены с органическими линкерами, такими как карбоксилаты или фосфонаты (коммерческий сорбент, имеющий структуру HKUST-1)2, тем не менее важно не только увеличить количество случаев выхода инновационных разработок в производство, но и повысить скорость их получения, о чем пишут исследователи (Милютина, Беляева, 2019).

В США, Германии и Японии государственные фонды, такие как Национальный научный фонд, федеральные министерства образования и научных исследований, а также культуры, спорта, науки и технологий выделяют значительные средства на фундаментальные и прикладные исследования.

Помимо государственного финансирования, важную роль играют частные инвестиции и гранты. Компании, работающие в сфере материаловедения, вкладывают средства в научные исследования и разработки. Также существуют грантовые программы, поддерживающие проекты в области гибридных материалов.

Финансирование научных исследований в этой области также реализуется через международные программы и фонды. Они поддерживают проекты, направленные на развитие новых материалов и технологий.

Выявление и оценка длины инновационного лага в области гибридных материалов могут позволить сформировать механизмы влияния на процесс коммерциализации таких разработок для его дальнейшей интенсификации.

Методы. Для выявления инновационного лага была проведена статистическая обработка данных по научным публикациям в области синтеза гибридных материалов, в частности, металл-органических каркасов. Данные по научным публикациям были агрегированы из различных под- писных ресурсов университета, в частности, из SAGE, IEEE, Springer, DOAJ и т. д. Также был сформирован дата-сет по существующим патентам в данной области во всем мире. Сбор данных реализовывался в подписном ресурсе университета ИТМО – программном обеспечении «Орбит» (Questel). Оно было использовано для реализации методики проведения патентно-аналитических исследований. Эти данные были сопоставлены с данными о финансировании (выдаче грантов) на научные исследования в области металл-органических каркасов, опубликованных в открытых источниках, в частности, European Research Council и National Science Foundation. Отбор проектов для дальнейшего анализа был осуществлен на базе ключевых слов (metal-organic framework, metal-organic frame, MOF, MIL, ZIF, UiO, HKUST и т. д.) в аннотации и названии проекта, а также в ключевых словах к его описанию.

Результаты исследования . В базе данных о финансировании научных исследований в Европе – European Research Council (ERC)¹ – было выявлено 42 научных проекта (из 16 554), заявленных по теме «Металл-органические каркасы». Они были представлены 33 институтами (из 1 122) из 14 стран (из 35), финансирование которых насчитывает € 72 979 877, 99 (из € 28 276 000 000). Данные в базе представлены за период с 2007 по 2027 гг.², выявленные проекты по металл-органическим каркасам правообладатели заявляли с 2011 по 2024 гг. Некоторые из них уже закончены (30), другие – еще находятся на стадии реализации (12). Большая часть проектов выполнена по грантам Horizon 2020 и Horizon Europe. Представим данные об их географии на рис. 1.

United Ki nd от ^^^^^^м^^^^н^^^^н^^^^н^^^^н^^^^н^^ш Spain ^^^^^^^^^^м^^^^^^м^^^^^^м^^^^^^м^^^^^^м^^^^^^н

Norway ^^^^^^^^^^^^^^M^^^^^^^^^^^^^^^^^^H

Belgium ^^^^^^^^^m^^^^^^b^^^^^^^^

Germany ^^^^^^^^^^m^^^^^^^b^^^^^b

Austria ^^^^^^^^^b

Turkey ^^^^^^^^b

Netherlands ^^^^^^ш

Switzerland ^^^^m

Finland ^^^^B

Ireland ^^M

Sweden ^^n Israel ^B

France в

€1000 000 €3 000 000 €5 000 000 €7 000 000 € 9 000 000 € 11 000 000€ 13 000 000 € 15 000 000€ 17 000 000

Рисунок 1 – Общий бюджет, распределенный по странам ³

Figure 1 – Total Budget, Distributed by Country

На текущий момент по отчетам проектов в качестве научных результатов исследований представлено 965 публикации, 5 патентов и 15 диссертаций. Общая сумма инвестирования в проекты составила € 72 979 877,99. При этом не во всех из них есть результат в виде научных публикаций, в частности, к таким относятся проекты, финансируемые в размере € 150 000, таких было выявлено 7. Важно отметить, что все обнаруженных 15 диссертаций были выпущены в рамках отчетности по 1 проекту, а количество патентов распределено между 3 проектами из 41.

Необходимо отметить, что получение патента в среднем является более длительной процедурой в сравнении с публикацией научной статьи. Исходя из того, что средний срок получения патента в материаловедении составляет 2–3 года, а выполнения гранта по сформированным данным – 5 лет, и при условии, что патенты были включены в отчетность только по трем проектам, предварительно можно представить гипотезу о том, что либо проекты в массе своей не патентуют результаты исследований, либо инновационный лаг составляет более 5 лет. Необходимо сделать допущение, что не все патенты, которые были созданы в результате реализации проекта, были отражены в отчетности по гранту, поскольку были получены в срок, следующий за сроком окончания сдачи отчетности.

Для подтверждения или опровержения данной гипотезы были проведены самостоятельные патентные поиски по авторским коллективам и организациям, подающим заявки на грант. В результате соотнесения этих данных с результатами дополнительных поисковых запросов мы получили 38 патентов, что больше, чем 5, указанных в отчетности, но все еще несопоставимо с количеством статей (965).

В выборке выделяются две организации, которые подавали заявки на грант более чем по 1 проекту: Лёвенский католический университет (5 проектов), Университет Валенсии (4 проекта) и Дрезденский технический университет (3 проекта). Рассмотрим несколько примеров завершенных проектов, реализованных по европейским грантам, чтобы определить размер инновационного лага. Данные об анализируемых проектах представлены в табл. 1.

Таблица 1 – Данные о профинансированных завершенных проектах для измерения инновационного лага

Table 1 – Data on Funded Completed Projects to Measure the Innovation Lag

Название проекта	Старт финансирования проекта	Количество публикаций проекта	№ и дата патентов проекта	Дата получения патента
MaGic	1 ноября 2015 г.	56	WO2019/202105	Отсутствует, остался на этапе заявки
InanoMOF	1 апреля 2014 г.	64	EP4054755 A1 EP4159037 A1 EP3335788 A1 WO2017/158165	Отсутствуют, все остались на этапе заявки
HyMAP	1 июля 2015 г.	18	ES2832528 B2	10.06.2021 г. Действующий патент
VAPORE	1 декабря 2016 г.	21	EP3503164 (US10685833; CN109950129) WO2022/238569	16.06.2020 г. Действует в США; в статусе заявки в Китае
COSMOS	1 октября 2017 г.	72	0	–
SHINE	1 февраля 2018 г.	54	0	–
FC2DMOF	1 февраля 2020 г.	66	0	–
DYNADIFF	1 апреля 2021 г.	3	0	–
POPCRYSTAL	1 мая 2018 г.	33	0	–
crystEng-MOF-MMM	1 сентября 2013 г.	28	0	–
MemoMOFEnergy	1 января 2018 г.	9	0	–
NanoMOFDeli	1 сентября 2017 г.	14	WO2019/086542	Отсутствует, остался на этапе заявки
PROMOFS	1 апреля 2018 г.	51	EP4111510 WO2024/127036	Экспертиза патента
Supramol	1 сентября 2015 г.	36	GB202014609	Отсутствует, остался на этапе заявки
MemMOFs	1 декабря 2015 г.	3	0	–
NANOCHEM	1 июня 2017 г.	62	0	–
RASPA	1 января 2012 г.	93	0	–
chem-fs-MOF	1 января 2017 г.	41	EP4095144 (ES2844934) EP3805239 (ES2732803) ES2986236 A1	23.07.2021 г. 26.11.2019 г.
MOF-reactors	1 марта 2019 г.	37	EP4164778 ES2683051	Отсутствует, остался на этапе заявки
S-CAGE	1 мая 2017 г.	30	EP3683224 (ES2703849)	12.03.2019 г.
MOOiRE	1 сентября 2018 г.	18	0	–
GROWMOF	1 августа 2015 г.	13	0	–
SCoTMOF	1 сентября 2016 г.	16	0	–
MOFcat	1 января 2017 г.	17	0	–

Лицензии или договоры распоряжения правом отсутствуют для всех патентов, более того, большая часть патентов не действует и не может быть восстановлена, что говорит о крайне маловероятном сценарии коммерциализации такого проекта.

С точки зрения защиты интеллектуальной собственности наиболее успешным из отобранных завершенных проектов можно считать проект «Chem-fs-MOF», который сформировал наибольшее количество действующих патентов. Его авторы сформировали спин-офф-проекты: «Porous materials in action S.L.» и «Porous materials for advanced applications S.L.»1.

Для сравнения также были взяты данные по американским грантам из базы National Science Foundation, которая является одним из основных источников финансирования научных исследований в США. На сайте NSF можно найти информацию о грантах, конкурсах и финансируемых проектах в области материаловедения, включая гибридные материалы2. По результатам поиска в базе было выявлено 56 зарегистрированных грантов по теме металл-органических каркасов на общую сумму $ 29 186 669. Больше всего грантов по этой теме было выдано в Калифорнии (10). Важным их отличием от европейских является то, что американские профинансированные проекты ориентированы на период с 2019 по 2025 гг., то есть являются более актуальными, и по общему числу их больше. Ввиду того, что все гранты были выданы за последние 5 лет, они еще не были реализованы в полной мере. Большая часть их будет завершена в 2025 г. Следовательно, данные, полученные по этим проектам, являются неполными и могут быть скорректированы, а поэтому не могут быть включены в анализ для определения инновационного лага.

В России также есть примеры финансирования проектов в области гибридных материалов, в частности, по металл-органическим каркасам – в Университете ИТМО. Можно указать на проект, получивший финансирование в 2022 г.3, в результате которого была выпущена научная статья в 2023 г. (Efimova et.al., 2023), он получил патент уже в 2024 г. [RU2830075]. Сведения о распоряжении интеллектуальным правом для данного патента на момент публикации статьи отсутствуют. Несмотря на то, что количество проектов в России меньше, в некоторых случаях инновационный лаг может составлять менее 5 лет, исходя из рассмотренного кейса.

Обсуждение результатов . Исследователи активно исследуют тему инновационного лага для того, чтобы улучшить методики расчетов окупаемости проекта, его перспективность, потенциальную прибыль, что способствует более активному финансированию инноваций, а следовательно, и их внедрению. Об этом пишет в своей работе кандидат экономических наук И.В. Артюхова, которая определяет период времени между появлением новшества и воплощением его в нововведение (инновацию) как инновационный лаг (Артюхова, 2023). Этот инструмент необходимо использовать для определения рисков при инвестировании в инновационные разработки, о чем подробно говорит Н.Ю. Кауфман, указывая на особую актуальность расчета инновационного лага при необходимости приоритезации проектов для дальнейшего финансирования, особенно в условиях продолжающегося экономического кризиса, который ограничивает возможности инвесторов (Кауфман, 2017).

Ряд ученых обращает внимание на роль инновационного лага в оценке результативности инновационной деятельности организаций. Так, О.В. Сизова и А.В. Шишкина определяют начало и конец инновационного лага через соответствие определенным этапам жизненного цикла инновационного проекта: моменту окончания прикладных исследований, началу опытно-конструкторских разработок и моменту возврата инвестиционных вложений. Один из наиболее важных тезисов, раскрытых учеными, заключается в том, что временной лаг может сильно варьироваться для различных инноваций, а также для однородных инноваций в разных социальных системах (Сизова, Шишкина, 2017).

Результаты, полученные в данном исследовании, подтверждают доводы ученых и могут быть интерпретированы следующим образом. Процент научно-исследовательских проектов даже в практико-ориентированном поле формирует мало заявок на патенты, а из тех, что были сформированы и поданы, только 22 % доходят до получения положительного решения о выдаче патента. Еще меньше впоследствии поддерживают его в силе более 1 года и выходят на коммерциализацию. Проекты, которые были профинансированы менее чем на €1 500 000, не смогли сформировать ни одного патента. И хотя в обнаруженных данных есть сведения о проектах, которые финансировались более € 2–3 000 000 и которые также не достигли первичного показателя коммерциализации в виде охранного документа, тем не менее в этой категории финансирования встречаются обратные примеры, а в проектах, финансируемых на €1 500 000 и менее, – нет. Следовательно, объем финансирования для инновационных разработок в сфере создания гибридных материалов значительно влияет не на длину инновационного лага напрямую, а на успешность проекта по коммерциализации такой разработки в целом. На основании представленных и проанализированных данных видно, что средний срок от получения гранта до выдачи патента составляет 3,6 лет. Максимальный – 6 лет, минимальный – 2 года. Тем не менее получение патента не является окончанием инновационного лага, как это следует из теоретической проработки данного вопроса. Период финансирования для сокращения инновационного лага должен длиться не менее 5 лет. Важно отметить, что в него в том числе входят такие процессы, как поиск индустриального партнера, заключение лицензионного соглашения, формирование стартапа, а также его дальнейшее развитие в рамках бизнес-акселераторов и инкубаторов с перспективами преобразования в полноценные юридические лица. Само по себе финансирование разработок, а также их интенсивность косвенно влияют на сокращение периода инновационного лага, однако требуется формирование национальных программ поддержки непосредственно для самого процесса коммерциализации разработок, в таком случае длина инновационного лага может быть нивелирована тем, что часть жизненного цикла, отвечающая за запуск рыночного продукта, будет бесшовно интегрирована в первые 6 лет научного финансирования, тем самым коммерческая реализация займет еще меньше времени.

Исходя из проанализированных данных о научно-исследовательских проектах в области металл-органических каркасов, представим следующую формулу расчета инновационного лага:

Инновационный лаг = х + y + z + i, где  х – количество лет, потраченных на реализацию гранта;

• y – количество лет, потраченных на патентование разработки;

• z – количество лет, потраченных на поиск индустриального партнера;

i – количество лет, затраченное для осуществления трансфера на производство.

Обработка статистических данных о научно-исследовательских проектах в области металл-органических каркасов показала, что средний размер инновационного лага составляет 10 лет, поскольку среднее значение для x – 5 лет, для y – 2–3 года, для z и i – не менее 1 года; и все они, как правило, располагаются на графике Ганта последовательно, а не параллельно. Такой показатель с точки зрения технико-экономического обоснования проекта, а также его рентабельности кажется недопустимым, поскольку это половина от максимального срока патентной охраны. Далеко не все разработки, рассмотренные в данном исследовании, способны продемонстрировать окупаемость за оставшиеся 10 лет при условии бесшовного трансфера на производства. Данный показатель может быть добавлен в формулу в качестве дополнительного коэффициента – k ≈ 1,5-2.

Инновационный лаг = (х + y + z + i) * k.

Заключение . Исследование темы инновационного лага, а также его определение для различных направлений разработок позволяет решить целый ряд актуальных проблем, связанных с повышением уровня готовности технологий и обеспечением трансфера технологий. Во-первых, возможна оценка экономического эффекта по результатам вложений в научные исследования, то есть определение значимости и результативности инноваций. В том числе сюда можно отнести требуемый минимум финансирования для проектов разной направленности, что максимизирует эффект от государственных инвестиций в научные исследования. Во-вторых, расчет инновационного лага позволяет разработать более эффективные стратегии по ускорению внедрения создаваемых решений, что включает в себя оптимизацию процессов разработки, тестирования и внедрения новых технологий. В-третьих, возможность снизить инновационный лаг может привести к экономическим выгодам посредством ускоренного масштабирования и внедрения разработок в рамках коммерческого сектора. Данная область исследования требует более детального и глубокого изучения в контексте ее этапного, стадийного развития. В-четвертых, инновационный лаг отдельных направлений при их общем объеме может учитываться при разработке планов развития отдельных отраслей, а также на государственном уровне.

Таким образом, коммерциализация гибридных материалов сталкивается с целым рядом рисков, связанных с высокой неопределенностью, отсутствием четких стандартов и регламентов. Они могут быть уменьшены путем внедрения системы управления рисками на всех стадиях проекта: от разработки до выхода на рынок. Обеспечение бизнес-партнерства при этом позволит ускорить процесс коммерциализации результатов. Для этого необходимо либо сократить время протекания процессов лицензирования патентов и искать индустриальных партнеров еще на стадии запуска разработки, либо продвигать модель формализации спин-офф-компаний, которые смогут обрабатывать патентованные разработки и представлять их на рынок.