The object of research, development or design (in Russian) : Задача 1. Разработка и синтез композитов из проводящего полимера/V2O5 с использованием подходов интеркаляции и сборки. Кроме того, изучить влияние легирования на структурные свойства проводящего полимерного композита. Задание 1. Подходы как к интеркаляции, так и к сборке применяются для создания кристаллически упорядоченных проводящих полимеров (полипиррол (PPY), полианилин (PANI) и поли (3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT) композитов с V2O5) (V2O5 в качестве неорганической матрицы) и исследования влияния легирования на структурные свойства проводящих полимерных композитов. Задача 2. Получение электропроводящих полимеров различной морфологии Задание 2. Изготовление волоконных шаблонов методом электроспиннинга Задание 3. Синтез полых нанотрубок из проводящих полимеров на основе волоконных шаблонов

The object of research, development or design (in Kazakh) : 1-міндет: Интеркалация және құрастыру тәсілдерін қолдана отырып, өткізгіш полимер/V2O5 композиттерін жобалау және синтездеу. Сонымен қатар өткізгіш полимер композиттің құрылымдық қасиеттеріне легірлеудің әсерін зерттеу. 1-тапсырма: кристалды реттелген өткізгіш полимерлерді (полипиррол (PPY), полианилин (PANI) және V2O5 бар поли(3,4-этилендиокситиофен) (PEDOT) композиттері) (бейорганикалық ретінде V2O5) жасау үшін интеркалация және құрастыру тәсілдері қолданылады. матрицалар) және өткізгіш полимерлі композиттердің құрылымдық қасиеттеріне легирлеудің әсерін зерттеу. Міндет 2. Әртүрлі морфологиядағы электр өткізгіш полимерлерді алу Тапсырма 2. Электропиннинг әдісімен талшық шаблондарын жасау Тапсырма 3. Талшықты шаблондар негізінде өткізгіш полимерлерден қуыс нанотүтіктерді синтездеу

Aim of work (in Russian) : Целью данного исследования является изучение фундаментальных научных проблем в области обнаружения газообразного водорода путем синтеза как композитов из упорядоченного проводящего полимера/V2O5, так и уникальных морфологий проводящих полимеров, включая полые нанотрубки и 2D-пленки, и изучения корреляций между их структурой/морфологией и сенсорными свойствами

Aim of work (in Kazakh) : Бұл зерттеудің мақсаты реттелген өткізгіш полимер/V2O5 композиттері мен бірегей өткізгіш полимер морфологияларын, соның ішінде қуыс нанотүтіктер мен 2D пленкаларын синтездеу және олардың құрылымы/морфологиясы мен сезімталдық қасиеттері арасындағы корреляцияны зерттеу арқылы сутегі газын анықтаудағы іргелі ғылыми мәселелерді зерттеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : Согласно нашим предварительным данным, для достижения нашей цели будут решены четыре задачи: (1) Разработка и синтез композита проводящий полимер/V2O5; (2) Изготовление различных морфологий проводящих полимеров (2D, 3D и свободные частицы); (3) Понимание взаимосвязи между структурой/морфология и сенсорные свойства вышеуказанных изготовленных материалов; (4) Исследовать обнаружение водорода в различных средах (азот, углекислый газ).

Методы исследования (на казахском) : Алдын ала мәліметтер бойынша, мақсатқа жету үшін төрт тапсырма шешіледі: (1) өткізгіш полимер/V2O5 композитін жасау және синтездеу; (2) Өткізгіш полимерлердің әртүрлі морфологияларын жасау (2D, 3D және бос бөлшектер); (3) Жоғарыда аталған материалдардың құрылымы/морфологиясы мен сенсорлық қасиеттері арасындағы байланысты түсіну; (4) Әртүрлі орталарда (азот, көмірқышқыл газы) сутегінің анықталуын зерттеу.

Obtained results and novelty (in Russian) : Композиты проводящий полимер/V2O5 были приготовлены с использованием различных проводящих полимерных мономеров (пиррол, анилин и 3,4-этилендиокситиофен). А также было исследовано влияние легирования на структурные свойства проводящих полимерных композитов. Их структуры были проанализированы с помощью SEM, TEM, XPS и XRD. С помощью метода электропрядения были получены шаблоны волокон полиакрилонитрила (ПАН) и найдены связи между экспериментальными параметрами и свойствами волокон (напряжение, высота сопла и концентрация). Полученные материалы были охарактеризованы с помощью СЭМ и АСМ. Поскольку упорядоченные структуры проводящих полимеров обеспечивают лучшую подвижность электронов благодаря уникальному окислительно-восстановительному потенциалу и кристаллической структуре V2O5, правильная сборка оксида ванадия с проводящими полимерами может привести к получению высокочувствительных и стабильных композитов для определения водорода. Более того, Казахстан обладает значительным потенциалом в качестве ведущего производителя ванадия, учитывая его статус одного из основных мировых производителей этого важнейшего элемента. Наличие значительных запасов ванадия в Казахстане открывает особые перспективы для использования местных полезных ископаемых. Насколько нам известно, не проводилось никаких исследований связи структуры и свойств проводящего полимера, которая необходима для дальнейшего повышения чувствительности датчиков на основе проводящих полимеров к водороду.  

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Өткізгіш полимер/V2O5 композиттері әртүрлі өткізгіш полимер мономерлерін (пиррол, анилин және 3,4-этилендиокситиофен) қолдану арқылы дайындалды. Өткізгіш полимерлі композиттердің құрылымдық қасиеттеріне легірлеудің әсері де зерттелді. Олардың құрылымдары SEM, TEM, XPS және XRD көмегімен талданды. Электр иіру әдісін қолдана отырып, полиакрилонитрил (PAN) талшық үлгілері алынды және тәжірибелік параметрлер мен талшықтың қасиеттері (кернеу, саптама биіктігі және концентрация) арасындағы байланыстар анықталды. Алынған материалдар SEM және AFM көмегімен сипатталды. Өткізгіш полимерлердің реттелген құрылымдары бірегей тотығу-тотықсыздану потенциалы мен V2O5 кристалдық құрылымының арқасында электрондардың жақсырақ қозғалғыштығын қамтамасыз ететіндіктен, ванадий оксидінің өткізгіш полимерлермен дұрыс құрастырылуы сутегі сезімталдығы үшін жоғары сезімтал және тұрақты композиттерге әкелуі мүмкін. Оның үстіне, Қазақстан осы маңызды элементті әлемдегі негізгі өндірушілердің бірі ретіндегі мәртебесін ескере отырып, ванадийдің жетекші өндірушісі ретінде айтарлықтай әлеуетке ие. Қазақстанда ванадийдің қомақты қорының болуы жергілікті пайдалы қазбаларды пайдаланудың ерекше перспективаларын ашады. Біздің білуімізше, өткізгіш полимер датчиктерінің сутегіге сезімталдығын одан әрі жақсарту үшін қажет өткізгіш полимердің құрылымдық-қасиеттік байланысы бойынша зерттеулер жүргізілген жоқ.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Технически материал демонстрирует высокую чувствительность и низкий предел обнаружения, что необходимо для мониторинга следовых уровней водорода, а также быстрое время отклика и восстановления, что критически важно для зондирования в реальном времени. Он обеспечивает селективное обнаружение в смешанных газовых средах, таких как азот и углекислый газ, и эффективно работает в широком диапазоне температур. Конструктивно гибридный состав материала (полимер/V₂O₅) и структурированная конструкция усиливают поверхностное взаимодействие и подвижность носителей, что делает его пригодным для масштабируемого, экономически эффективного производства, особенно с доступными ресурсами ванадия в Казахстане. С экономической точки зрения низкая себестоимость производства и долговечность материала означают высокую окупаемость инвестиций с применением в секторах энергетики, безопасности и промышленности.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Техникалық тұрғыдан материал сутегі ізінің деңгейін бақылау үшін маңызды жоғары сезімталдық пен төмен анықтау шегін көрсетеді, сонымен қатар нақты уақыттағы зондалау үшін маңызды жылдам жауап беру және қалпына келтіру уақыттарымен бірге. Ол азот пен көмірқышқыл газы сияқты аралас газ орталарында селективті анықтауды ұсынады және кең температура диапазонында тиімді жұмыс істейді. Конструктивті түрде материалдың гибридті құрамы (полимер/V₂O₅) және құрылымдық дизайны бетінің өзара әрекеттесуін және тасымалдаушының қозғалғыштығын жақсартады, бұл оны масштабталатын, үнемді өндіріске, әсіресе Қазақстандағы қолжетімді ванадий ресурстарына қолайлы етеді. Экономикалық тұрғыдан алғанда, материалдың төмен өндірістік құны мен ұзақ мерзімділігі энергетика, қауіпсіздік және өнеркәсіп салаларында қолданылатын инвестициялардың күшті қайтарылуына әкеледі.

Level of implementation (in Russian) : Технологическая готовность в настоящее время находится на уровне 1 В этом проекте уровень внедрения сосредоточен на этапах синтеза, тестирования и оптимизации для разработки высокочувствительного селективного датчика газообразного водорода с использованием композитов полимер/V₂O₅. Проект перешел от предварительного исследования к синтезу в лабораторном масштабе, и проводятся испытания материалов для обеспечения соответствия структурных и электрических свойств требованиям обнаружения водорода

Level of implementation (in Kazakh) : Қазіргі уақытта технологиялық дайындық 1-деңгейде. Бұл жобада іске асыру деңгейі полимер/V₂O₅ композиттерін пайдалана отырып, жоғары сезімтал, селективті сутегі газының сенсорын әзірлеу үшін синтез, тестілеу және оңтайландыру кезеңдеріне бағытталған. Жоба алдын ала зерттеулерден зертханалық ауқымдағы синтезге дейін жетілді, құрылымдық және электрлік қасиеттері сутегіні анықтау талаптарына сәйкес келетініне көз жеткізу үшін материалдар сынағы жүргізілуде.

Efficiency (in Russian) : Эффективность этого проекта заключается в инновационном подходе к разработке датчика водорода с высокой чувствительностью, селективностью и быстрым временем отклика, оптимизированного для реальных приложений в различных условиях окружающей среды. Композитный материал полимер/V₂O₅ разработан для высокой мобильности носителей и низкой рабочей энергии, что делает его как экономически эффективным, так и экологически чистым.

Efficiency (in Kazakh) : Бұл жобаның тиімділігі әртүрлі қоршаған орта жағдайларында нақты әлем қолданбалары үшін оңтайландырылған жоғары сезімталдығы, таңдамалылығы және жылдам жауап беру уақыты бар сутегі газының сенсорын әзірлеуге инновациялық көзқарасында жатыр. Полимер/V₂O₅ композиттік материал тасымалдаушының жоғары қозғалғыштығына және төмен жұмыс энергиясына арналған, бұл оны үнемді және қоршаған ортаға зиянсыз етеді.

Field of application (in Russian) : Этот датчик водорода применим в различных секторах, включая энергетику, производство и экологическую безопасность, где надежное обнаружение водорода имеет важное значение. В энергетике он поддерживает безопасное производство водорода, его хранение и использование топливных элементов, снижая риск взрыва. Такие отрасли, как нефтехимия, металлургия и химическая обработка, выигрывают от быстрого обнаружения утечек, способствуя более безопасной работе.

Field of application (in Kazakh) : Бұл сутегі газының сенсоры көптеген салаларда, соның ішінде энергия, өндіріс және экологиялық қауіпсіздікті қамтитын сутегі сенімді анықтау маңызды болып табылатын салаларда қолданылады. Энергетикада ол жарылыс қаупін азайта отырып, қауіпсіз сутегі өндіруді, сақтауды және отын жасушаларын пайдалануды қолдайды. Мұнай-химия, металлургия және химиялық өңдеу сияқты салалар ағып кетуді жылдам анықтаудың пайдасын көреді, бұл қауіпсіз жұмыстарды ынталандырады.