The object of research, development or design (in Russian) : Объект исследования в 2022-2024 годах заключалась в разработке пьезоэлектрических (ПЭНГ) и трибоэлектрических (ТЭНГ) наногенераторов, а также гибридных наногенераторов (ГНГ) на основе модифицированных пьезоэлектриков и трибоэлектриков, которые преобразуют энергию за счет механических колебаний.

The object of research, development or design (in Kazakh) : 2022-2024 жылдар аралығындағы зерттеудің мақсаты – механикалық тербелістер арқылы энергияны түрлендіретін пьезоэлектрлік (ПЭНГ), трибоэлектрлік (ТЭНГ) және модификацияланған пьезоэлектрлер мен трибоэлектрлер негізінде жасалған гибридті наногенераторларды (ГНГ) әзірлеу болды.

Aim of work (in Russian) : Цель проекта в 2022-2024 годах заключалась в разработке высокоэффективных ГНГ на основе пьезоэлектрических и трибоэлектрических эффектов для сбора механической энергии из окружающей среды путем модификации и улучшения пьезоэлектрических и трибоэлектрических свойств частей устройства.

Aim of work (in Kazakh) : 2022-2024 жылдардағы жобаның мақсаты – құрылғы бөліктерінің пьезоэлектрлік және трибоэлектрлік қасиеттерін модификациялау және жақсарту арқылы қоршаған ортадан механикалық энергияны жинауға арналған жоғары тиімді гибридті наногенераторларды жасау.

Методы исследования (на русском) : Структура и морфология синтезированных соединений изучались с использованием следующих методов: рентгеновская дифракционная анализ (РДФ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), трансмиссионная электронная микроскопия (TЭM), инфракционная спектроскопия с преобразованием Фурье (ИСПФ), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и термогравиметрический анализ (TГA). Выходные электрические характеристики (напряжение, ток) разработанных ПЭНГ, ТЭНГ и ГНГ для сбора энергии измерялись с помощью цифрового осциллографа.

Методы исследования (на казахском) : Синтезделген қосылыстардың құрылымы мен морфологиясы келесі әдістерді қолдану арқылы зерттелді: рентгендік дифракциялық талдау (РДФ), сканерлеуші электрондық микроскопия (СЭМ), трансмиссиялық электрондық микроскопия (TЭМ), Фурье түрлендірмелі инфрақызыл спектроскопия (ИСПФ), рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (РФЭС) және термогравиметриялық талдау (TГA). Энергия жинау үшін әзірленген ПЭНГ, ТЭНГ және ГНГ-ның электрлік сипаттамалары (кернеу, ток) цифрлық осциллографтың көмегімен өлшенді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Новизна проекта заключается в гибридизации ТЭНГ и ПЭНГ для достижения высокоэффективного ГНГ за счет дополнительной химической функционализации, структурного проектирования контактирующих трибоэлектрических поверхностей и синтеза поливинилиденфторида (ПВДФ) с высоким пьезоэлектрическим откликом для сбора механической энергии из окружающей среды. Результаты исследования: 1) Пьезоэлектрические волокна поливинилиденфторид-трифторэтилен П(ВДФ-ТФЭ) были успешно синтезированы с использованием метода электроспиннинга и использованы в качестве активного слоя для изготовления ПЭНГ; 2) Исследован подход к улучшению характеристик ТЭНГ с пористой структурой материала; 3) Впервые в ТЭНГ был реализован MIL-125 металло-органический каркас (МОК), и его добавление продемонстрировало двукратное увеличение выходной мощности наногенератора; 4) Углеродный наноматериал, функционализированный хлор группами, был успешно интегрирован в ТЭНГ, демонстрируя хорошую выходную производительность; 5) Исследовано переработка полимерной трубы из поливинилхлорид (ПВХ) в нановолокно для применения в ТЭНГ; 6) Разработана новая гибридная структура, сочетающая трибоэлектрические и пьезоэлектрические наногенераторы для сбора механической энергии.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жобаның жаңашылдығы жоғары тиімді гибридті наногенераторға (ГНГ) қол жеткізу үшін трибоэлектрлік наногенератор (ТЭНГ) мен пьезоэлектрлік наногенераторды (ПЭНГ) гибридизациялауда жатыр. Бұл химиялық функционализацияны, трибоэлектрлік жанасатын беттердің құрылымдық жобалауын және механикалық энергияны қоршаған ортадан жинауға арналған жоғары пьезоэлектрлік жауап беретін поливинилиденфторидті (ПВДФ) синтездеу арқылы жүзеге асырылады. Зерттеу нәтижелері: Поливинилиденфторид-трифторэтилен П(ВДФ-ТФЭ) пьезоэлектрлік талшықтары электроспиннинг әдісін қолдану арқылы сәтті синтезделіп, ПЭНГ жасау үшін белсенді қабат ретінде пайдаланылды; Пористық құрылымды материал негізінде ТЭНГ сипаттамаларын жақсарту тәсілі зерттелді; ТЭНГ-те алғаш рет MIL-125 металл-органикалық каркасы (МОК) қолданылып, оны қосу наногенератордың шығыс қуатын екі есе арттырды; Хлор топтарымен функционалданған көміртекті наноматериал ТЭНГ-ке сәтті енгізіліп, жақсы шығыс өнімділігін көрсетті; Поливинилхлоридті (ПВХ) полимерлік құбырды ТЭНГ үшін нановолокноға өңдеу зерттелді; Механикалық энергияны жинауға арналған трибоэлектрлік және пьезоэлектрлік наногенераторларды біріктіретін жаңа гибридті құрылым әзірленді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Пьезоэлектрические волокна П(ВДФ-ТФЭ) были синтезированы методом электроспиннинга с процентом β-фазы 92.8%. Увеличены производительности ПВДФ/ПММА до 600 В и мощности 750 мВт/м2. Также добавление 0.25 мас% MIL-125 увеличило выходную мощность наногенератора вдвое до 150 мВт/см2.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Пьезоэлектрлік П(ВДФ-ТФЭ) талшықтары электроспиннинг әдісімен синтезделіп, β-фазаның үлесі 92,8% құрады. ПВДФ/ПММА өнімділігі 600 В кернеуіне және 750 мВт/м² қуатына дейін арттырылды. Сондай-ақ, 0,25 масс.% MIL-125 қосу наногенератордың шығыс қуатын екі есеге арттырып, 150 мВт/см²-ге жеткізді.

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : нет

Efficiency (in Russian) : Проект предлагает решения для создания энергонезависимых сенсоров и наногенераторов, которые могут применяться в различных отраслях (здравоохранение, робототехника, автономные системы), что открывает широкие перспективы для коммерциализации.

Efficiency (in Kazakh) : Жоба энергияға тәуелсіз сенсорлар мен наногенераторларды жасауға арналған шешімдер ұсынады, олар әртүрлі салаларда (денсаулық сақтау, робототехника, автономды жүйелер) қолданылуы мүмкін, бұл коммерцияландыру үшін кең мүмкіндіктер ашады.

Field of application (in Russian) : медицинские устройства, робототехника, сенсорные устройства, здравоохранение

Field of application (in Kazakh) : медициналық құрылғылар, робототехника, сенсорлық құрылғылар, денсаулық сақтау