The object of research, development or design (in Russian) : 1. Разработка функционализированных углеродных точек с высоким сродством к Cr(III) и Cr(VI). 2.Изготовить матрицу электрохимических датчиков, используя функционализированные углеродные точки в качестве чувствительного элемента. 3.Оптимизировать сенсорную матрицу для одновременного определения Cr(III) и Cr(VI) в ТЧ. 4.Оценить чувствительность, избирательность и пределы обнаружения сенсорной матрицы. 5.Проверка работоспособности массива датчиков с помощью реальных образцов твердых частиц.

The object of research, development or design (in Kazakh) : 1. Cr(III) және Cr(VI) үшін жоғары жақындығы бар функционалдық көміртегі нүктелерін жасау. 2. Сезгіш элемент ретінде функционалды көміртекті нүктелерді пайдаланып электрохимиялық сенсор массивін жасау. 3. PM-де Cr(III) және Cr(VI) бір мезгілде анықтау үшін сенсор матрицасын оңтайландыру. 4.Сенсорлық матрицаның сезімталдығын, таңдамалылығын және анықтау шегін бағалау. 5.Нақты бөлшектердің үлгілерін пайдалана отырып, сенсор массивінің өнімділігін тексеру.

Aim of work (in Russian) : Основной целью этого проекта является разработка функционализированной электрохимической сенсорной матрицы, модифицированной углеродными точками, предназначенной для одновременного определения Cr(III) и Cr(VI) в твердых частицах (ТЧ) окружающей среды, а также расширение возможностей мониторинга окружающей среды в Казахстане.

Aim of work (in Kazakh) : Бұл жобаның негізгі мақсаты – қоршаған ортаның қатты бөлшектерінде (КБ) Cr(III) және Cr(VI) бір мезгілде анықтау үшін көміртегі нүктесінің модификацияланған функционалдық электрохимиялық сенсорлық массивін әзірлеу және Қазақстандағы қоршаған ортаны бақылау мүмкіндіктерін арттыру.

Методы исследования (на русском) : 1. Изготовление датчика: Во-первых, чтобы серебро не вступало в реакцию с азотной кислотой, в процессе электроосаждения электрод сравнения будет закрыт прозрачной лентой. Затем на электрод капают 0,1 мл раствора углеродных точек (N-CD) с концентрацией 100 ppm и, прикладывая потенциал -0,4 В в течение 120 с, после промывания деионизированной водой и сушки при комнатной температуре (25 °C) , полученный электрод можно обозначить как NCDs-SPCE. NS-CD-SPCE можно получить, капнув 0,1 мл раствора углеродных точек, легированных серой (S-CD) с концентрацией 1 ppm, на NCD-SPCE и затем приложив потенциал -0,4 В на 120 с. 2. Синтез и функционализация углеродных точек: Углеродные точки сначала будут синтезированы (с помощью экономически эффективного метода, например, с помощью микроволновой техники) с использованием легкодоступных источников углерода (лимонная кислота, биомасса). 3. Тест датчика на помехоустойчивость: Конструкция датчика будет оптимизирована для уменьшения перекрестных помех от других металлов, обычно присутствующих в ТЧ, что повысит селективность матрицы.

Методы исследования (на казахском) : 1. Датчиктерді дайындау: Біріншіден, күмістің азот қышқылымен әрекеттесуіне жол бермеу үшін электротұндыру процесінде эталондық электрод мөлдір таспамен жабылады (5-сурет). Содан кейін электродқа 0,1 мл 100 ppm көміртегі нүктелі ерітіндісі (N-CD) тамызылады және ионсыздандырылған сумен жуып, бөлме температурасында (25 ° C) кептіргеннен кейін 120 секунд бойы -0,4 В потенциалды қолдану арқылы, алынған электродты NCDs-SPCE ретінде белгілеуге болады. NS-CD-SPCE NCD-SPCE-ге 0,1 мл 1 ppm күкірт қосылған көміртегі нүктесі (S-CD) ерітіндісін тамызып, содан кейін 120 секунд ішінде -0,4 В потенциалды қолдану арқылы дайындалады. 2. Көміртек нүктелерінің синтезі және функционализациясы: Көміртегі нүктелері алдымен оңай қол жетімді көміртек көздерін (лимон қышқылы, биомасса) пайдалана отырып (микротолқынды технология сияқты үнемді әдісті қолдану арқылы) синтезделеді. 3. Сенсорлық иммунитет сынағы: Сенсордың дизайны әдетте PM-де болатын басқа металдардың айқастығын азайту үшін оңтайландырылып, массивтің таңдалуын арттырады.

Obtained results and novelty (in Russian) : 1. Различные углеродные точки (CD) были синтезированы методом микроволновой реакции, после чего функциональные группы CD были определены с помощью инфракрасной спектроскопии. 2. Синтезированные углеродные точки (CD) были проанализированы методом адсорбционно-десорбционных изотерм, чтобы определить пористость и удельную поверхность наноматериала с использованием метода БЭТ. 3. Для предотвращения взаимодействия серебра с азотной кислотой в процессе электроосаждения вспомогательный электрод был покрыт прозрачной лентой. 4. Квадратно-волновая вольтамперометрия использовалась для исследования откликов растворов, содержащих только Cr(VI), только Cr(III), а также их смеси. На основании полученных результатов одна статья была принята в журнал ES Materials and Environment. Новизна: Разработка электрохимического сенсора, модифицированного углеродными точками, способного одновременно определять соединения Cr(III) и Cr(VI), является научной новинкой для Казахстана и имеет важное значение. Она способствует решению экологических и здравоохранительных проблем, а также развитию технологий. В результате интенсивного развития промышленности и урбанизации в Казахстане наблюдается ухудшение качества воздуха. Загрязнение окружающей среды хромом, особенно через твердые частицы в воздухе, представляет угрозу для здоровья населения. Разработка сенсора для определения соединений Cr(III) и Cr(VI) отвечает потребностям страны.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : 1. Әртүрлі көміртек нүктелері (CD) микротолқынды реакция әдісімен синтезделді. ары қарай CD инфрақызыл спектроскопиясының спектрінде фнккционалды топтар анықталды. 2.Синтездеп алынған көміртек нүктелері (CD) адсорбция-десорбция изотермалары наноматериалдың кеуектілігі мен беттік ауданын BET әдісі арқылы анықталды. 3. Күмістің азот қышқылымен әрекеттесуін болдырмау үшін электродепозиция процесі кезінде көмектесуші электрод мөлдір таспамен қапталды . 4. Квадрат-толқынды вольтамперометрия тек Cr(VI), тек Cr(III), сондай-ақ олардың қоспасын қамтитын ерітінділердің жауаптарын зерттеу үшін қолданылды. Алынған нәтижелер негізінде бір мақала ES Materials and Environment журналына қабылданды. Жаңалығы:Cr(III) және Cr(VI) қосылыстарын бір уақытта анықтай алатын көміртек нүктелерімен модификацияланған электрохимиялық сенсор Қазақстан үшін ғылыми жаңалық болып табылады және маңызды мәнге ие. экология мен денсаулық сақтау мәселелерін шешeді, технологияларды дамытуға ықпал етеді. Индустрия мен урбанизацияның қарқынды дамуы нәтижесінде Қазақстанда ауа сапасының нашарлауы байқалады. Қоршаған ортаның хроммен ластануы, әсіресе ауадағы қатты бөлшектер арқылы, халықтың денсаулығына қауіп төндіреді. Cr(III) және Cr(VI) қосылыстарын анықтай алатын сенсорды әзірлеу елдің қажеттіліктеріне жауап береді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Результаты этого исследования будут иметь ощутимые социальные и экономические выгоды. Предоставляя точные и своевременные данные о загрязнении хромом, он дает возможность политикам принимать обоснованные решения для защиты здоровья населения и окружающей среды. Снижение воздействия токсичных видов хрома приводит к улучшению показателей общественного здравоохранения, что потенциально снижает затраты на здравоохранение. Кроме того, внедрение этой технологии может стимулировать рост отечественной промышленности по производству датчиков, создавая экономические возможности и рабочие места в технологическом секторе.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Бұл зерттеу нәтижелері айтарлықтай әлеуметтік және экономикалық пайда әкеледі. Хроммен ластану туралы нақты және уақтылы деректерді ұсына отырып, ол саясаткерлерге халық денсаулығы мен қоршаған ортаны қорғау үшін негізделген шешімдер қабылдауға мүмкіндік береді. Улы хром түрлерінің әсерін азайту қоғамдық денсаулық көрсеткіштерін жақсартуға ықпал етеді, бұл денсаулық сақтау шығындарын төмендетуге әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, осы технологияны енгізу датчиктер өндірісі бойынша отандық өнеркәсіптің дамуын ынталандырып, технологиялық секторда экономикалық мүмкіндіктер мен жұмыс орындарын құруға жағдай жасайды.

Level of implementation (in Russian) :

Level of implementation (in Kazakh) :

Efficiency (in Russian) : Результаты проекта могут значительно продвинуть вперед области науки о наноматериалах, электрохимии и мониторинга окружающей среды. Разработка функционализированных углеродных точек для селективного обнаружения ионов металлов может иметь далеко идущие последствия, выходящие за рамки обнаружения хрома, и распространяться на другие тяжелые металлы и загрязняющие вещества. Кроме того, интеграция машинного обучения для анализа данных представляет собой конвергенцию передовых технологий в области материаловедения, науки о данных и науки об окружающей среде.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның нәтижелері наноматериалдар ғылымын, электрохимияны және қоршаған ортаны бақылау салаларын айтарлықтай алға жылжытуы мүмкін. Металл иондарын селективті анықтау үшін функционалдандырылған көміртек нүктелерін әзірлеу хромды анықтаумен шектелмей, басқа ауыр металдар мен ластаушы заттарды анықтауға да кең мүмкіндіктер береді. Сонымен қатар, мәліметтерді талдау үшін машиналық оқытуды енгізу материалтану, деректер ғылымы және қоршаған орта ғылымдары салаларындағы алдыңғы қатарлы технологиялардың бірігуін білдіреді.

Field of application (in Russian) : Нового класса наноматериалов применение в качестве многообещающей альтернативы для обнаружения Cr(VI) в твердых частицах окружающего воздуха весьма оправдано. Именно поэтому мы заинтересованы в разработке электрохимического сенсора, который представляет собой значительный шаг вперед в постоянном исследовании и применении таких материалов для решения важнейших экологических проблем.

Field of application (in Kazakh) : Қоршаған ортадағы ауадағы қатты бөлшектерден Cr(VI) анықтау үшін жаңа класты наноматериалдарды қолдану перспективті балама ретінде өте орынды. Сондықтан біз экологиялық маңызды мәселелерді шешуге арналған мұндай материалдарды зерттеу мен қолдануда маңызды қадам болып табылатын электрохимиялық сенсорды әзірлеуге қызығушылық танытамыз.