The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются биоразлагаемые гидрогели на основе полимеров, предназначенные для использования в качестве влагосберегающих материалов. Объектом проектирования является технологический процесс синтеза и сушки гидрогелей для получения экологически безопасных материалов, способных эффективно регулировать водный баланс почвы и повышать устойчивость растений к засушливым условиям.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу объекті - ылғалды сақтайтын материал ретінде пайдалануға арналған, полмерлер негізінде жасалған биологиялық ыдырайтын гидрогельдер. Топырақтың су балансын тиімді түрде реттеуге және өсімдіктердің құрғақшылық жағдайларына төзімділігін арттыруға қабілетті экологиялық таза материалдарды алу үшін гидрогельдерді синтездеу және кептірудің технологиялық процесі - жобалау объекті болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Целью работы является разработка и исследование биоразлагаемого гидрогеля на основе полимеров, обеспечивающего эффективное удержание и постепенное высвобождение влаги в почве для снижения водного стресса сельскохозяйственных культур в условиях засушливого климата.

Aim of work (in Kazakh) : Жұмыстың мақсаты - құрғақ климаттық жағдайда ауыл шаруашылығы дақылдарының күйзелісін төмендету үшін топырақта ылғалды тиімді түрле сақтап тұратын және оны біртіндеп босатуды қамтамасыз ететін, биологиялық ыдырайтын, полимер негізіндегі гидрогельді әзірлеу және зерттеу.

Методы исследования (на русском) : Метод приготовления гидрогеля. В ёмкость вносили 60 мл дистиллированной воды, при перемешивании последовательно добавляли КМЦ, каррагинан или альгинат и модифицированный крахмал. После получения однородной массы вводили 0,2 г лимонной кислоты. Смесь нагревали при 60 °C, затем охлаждали. Готовили раствор CaCl₂ или KCl через экструдер выдавливали массу в раствор и выдерживали 6–12 ч при 20–25 °C. После промывки нити разрезали на гранулы 3–5 мм и сушили при 60 °C. Метод определения степени водопоглощения. Высушенные гранулы помещали в дистиллированную воду. Через определённые интервалы времени образцы извлекали, промокали фильтровальной бумагой и взвешивали до достижения равновесного состояния набухания. Метод определения устойчивости при циклическом набухании–высушивании. Гранулы многократно набухали в воде и высушивались при 60 °C (3 цикла). После каждого цикла оценивали массу и состояние поверхности. Метод оценки фитотоксичности. Оценка проводилась на семенах пшеницы и ячменя по ГОСТ 12038–84, учитывались энергия прорастания, всхожесть и длина проростков относительно контроля. Статистическая обработка данных. Все измерения выполнялись в трёх повторностях, обработка с расчётом средних, стандартных отклонений и критерия Стьюдента (p < 0,05).

Методы исследования (на казахском) : Гидрогель дайындау әдісі. 60 мл дистилденген суға КМЦ, каррагинан немесе альгинат және модификацияланған крахмал араластыра отырып, тізбектей қосылды. Біртекті масса алынғаннан кейін 0,2 г лимон қышқылы қосылды. Қоспа 60°C температурада қыздырылып, содан кейін салқындатылды. Қажетті концентрациядағы CaCl₂ немесе KCl ерітіндісі дайындалды, масса ерітіндіге экструзияланды және 20-25°C температурада 6-12 сағат бойы ұсталды. Кейін жіпшелер сумен шайылып, 3-5 мм түйіршіктерге кесіліп, 60°C температурада кептірілді. Судың сіңірілуін анықтау әдісі. Кептірілген түйіршіктер дистилденген суға салынды. Белгіленген уақыт аралықтарынан кейін үлгілер алынып, сүзгі қағазымен сүртіліп, тепе-теңдік ісінуіне жеткенше өлшеніп отырды. Ісіну-кебу тұрақтылығын анықтау әдісі. Түйіршіктер бірнеше рет суда ісініп, 60°C температурада кептірілді. Әр циклден кейін олардың массасы мен сыртқы қалыбы бағаланды. Фитоуыттылықты бағалау әдісі. Бағалау бидай мен арпа тұқымдарына МемСТ 12038–84 бойынша өну энергиясын, өну жылдамдығын бақылауға және өскін мен тамыр ұзындығын ескере отырып жүргізілді. Статистикалық деректерді талдау. Барлық өлшеулер үш данада жүргізілді, орташа мәндерді, стандартты ауытқуларды және Стюденттің t-тестін (p < 0,05) есептей отырып өңделді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Научная новизна работы заключается в разработке способа получения биоразлагаемого гидрогеля на основе полимеров с ионным сшиванием, обеспечивающего формирование равномерной, прочной и стабильной структуры. Разработана методика получения биоразлагаемых гидрогелей и определены оптимальные параметры реакции: температура 60–70 °C, время 20–30 мин, концентрация сшивателей CaCl₂ и KCl — 0,1–0,2 г/100 мл, лимонной кислоты — 0,2–0,3 г/100 мл. Эксперименты показали влияние состава и условий синтеза на морфологию, устойчивость и сорбционные свойства. Установлено, что композиции на основе КМЦ и альгината формируют прочную, эластичную структуру, устойчивую к циклам «набухание–высушивание». Добавление ПВС повышает прочность и водоудержание, а модифицированный крахмал увеличивает степень набухания, но снижает стабильность. Наиболее сбалансированные свойства показали составы КМЦ+альгинат+ПВС и КМЦ+каррагинан, отличающиеся влагоёмкостью до 125 мл/г и низкой потерей массы. Полученные гидрогели устойчивы к изменениям температуры, влажности и рН. Оценка фитотоксичности на семенах ячменя и пшеницы подтвердила их экологическую безопасность, при дозах 0,1–0,5 г наблюдался стимулирующий эффект без признаков угнетения.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеудің ғылыми жаңалығы иондық айқасқан полимерлер негізінде біртекті, берік және тұрақты құрылым түзуге мүмкіндік беретін биоыдырайтын гидрогель алу әдісін әзірлеуде болып табылады. Карбоксиметилцеллюлоза, альгинат, каррагинан, модификацияланған крахмал және поливинил спирті негізіндегі гидрогельдерді алу әдістемесі жасалды. Әртүрлі айқастырғыштар мен синтез шарттарын пайдаланып, 15 әдіс сыналып, ең тиімді нұсқа таңдалды. Физикалық-химиялық талдау нәтижесінде оңтайлы параметрлер анықталды: температура 60–70 °C, уақыт 20–30 мин, CaCl₂ және KCl – 0,1–0,2 г/100 мл, лимон қышқылы – 0,2–0,3 г/100 мл. Зерттеу құрам мен синтез шарттарының морфология мен сорбциялық қасиеттерге әсерін көрсетті. КМЦ мен альгинат комбинациясы бірнеше «ісіну–кептіру» циклдарына төзімді, берік әрі серпімді құрылым түзеді. ПВС қосу механикалық беріктікті және суды ұстап тұру қабілетін арттырады, ал модификацияланған крахмал ісіну дәрежесін арттырғанмен, тұрақтылықты төмендетеді. Ең жақсы қасиеттер КМЦ+альгинат+ПВС және КМЦ+каррагинан құрамдарында байқалды (ылғалсыйымдылық 125 мл/г дейін). Алынған гидрогельдер температура, ылғалдылық және рН 6–8 өзгерістеріне төзімді. Арпа мен бидай тұқымдарына жүргізілген фитоуыттылық сынақтары олардың экологиялық қауіпсіздігін растады. 0,1–0,5 г дозаларында өну мен өсуге ынталандырушы әсер байқалды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Разработанные образцы гидрогелей представляют собой гранулы размером 3–5 мм с равномерной структурой. Коэффициент водопоглощения варьировал от 80 до 125 г воды на 1 г сухого геля в зависимости от состава. Гидрогели сохраняли структурную целостность после трёх циклов набухания и высушивания, что свидетельствует о устойчивости материала. Используемое сырьё КМЦ, альгинат, каррагинан и модифицированный крахмал доступно и экологически безопасно, а технология синтеза не требует сложного оборудования.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Әзірленген гидрогель үлгілері біркелкі құрылымы бар 3-5 мм өлшемді түйіршіктер болып табылады. Су сіңіру коэффициенті құрамына байланысты 1 г құрғақ гельге 80-нен 125 г-ға дейін өзгеріп отырды. Гидрогельдер үш циклдік ісіну мен кептіруден кейін құрылымдық тұтастығын сақтап қалды, бұл материалдың тұрақтылығын көрсетеді. Пайдаланылатын шикізат КMЦ, альгинат, каррагинан және модификацияланған крахмал - оңай қолжетімді және экологиялық таза полимерлер, ал синтез технологиясы күрделі жабдықты қажет етпейді.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : ендірілмеген

Efficiency (in Russian) : Эффективность разработанных биоразлагаемых гидрогелей подтверждается результатами экспериментальных исследований, показавших их высокую способность к удержанию влаги, структурной устойчивости. Оптимальные образцы демонстрировали водопоглощение до 125 г воды на 1 г сухого гидрогеля. В ходе наблюдений установлено, что использование гидрогеля в умеренных дозировках положительно влияет на рост и развитие растений. Повышается длина корней и побегов, а также увеличивается масса проростков по сравнению с контролем. Признаков фитотоксичности при оптимальных концентрациях не выявлено. В вариантах с повышенной дозировкой отмечались лишь незначительные признаки замедления роста, что указывает на необходимость подбора дозы с учётом типа почвы и вида культуры. С экономической точки зрения использование биоразлагаемых гидрогелей обеспечивает снижение расхода воды на орошение, а также уменьшение затрат на уход за посевами. Благодаря низкой себестоимости и доступности природных компонентов технология производства отличается рентабельностью и экологической устойчивостью.

Efficiency (in Kazakh) : Әзірленген биоыдырайтын гидрогельдердің тиімділігі олардың ылғалды ұстау қабілеті мен құрылымдық тұрақтылығын дәлелдейтін тәжірибелік зерттеулермен расталады. Оңтайлы үлгілер құрғақ гидрогельдің бір граммына 125 г дейін су сіңіретінін көрсетті. Жүргізілген зерттеулер гидрогельдің оптмальді мөлшерін пайдалану кезінде өсімдіктердің өсуі мен дамуына оң әсер ететінін көрсетті. Бақылаумен салыстырғанда тамыр мен өскін ұзындығы , көшет салмағы артты. Оңтайлы концентрацияларда фитоуыттылық белгілері анықталмады. Жоғары дозаларда өсудің тежелуінің аз ғана белгілері байқалды, гидрогель мөлшерін топырақ типі мен дақыл түрлеріне бейімдеу қажеттілігін көрсетеді. Экономикалық тұрғыдан алғанда, биоыдырайтын гидрогельдерді пайдалану суаруға арналған су мөлшерінің және дақылдар күтімінің шығындарын азайтады. Гидрогельдің құрамдас бөліктерінің төмен құны мен қолжетімділігіне байланысты берілген өндіріс технологиясы экономикалық жағынан тиімді және экологиялық тұрғыдан таза болып табылады.

Field of application (in Russian) : Областью применения результатов данного проекта является сельское хозяйство, в частности, производство зерновых культур. Целевыми потребителями являются фермеры и агрономы, которые ищут эффективные решения для повышения урожайности и устойчивости производимых культур; аграрные предприятия, заинтересованные в использовании экологически безопасных методов земледелия; исследовательские институты, занимающиеся исследованиями в области агрономии, агрохимии и экологии, они могут применять гидрогели в своих исследованиях.

Field of application (in Kazakh) : Бұл жобаның нәтижелерін қолдану саласы ауыл шаруашылығы, атап айтқанда, астық өндірісі болып табылады. Мақсатты пайдаланушылар қатарына дақылдардың өнімділігін арттыру және дақылдардың тұрақтылығын жақсарту үшін тиімді шешімдер іздейтін фермерлер мен агрономдар; экологиялық таза егіншілік әдістерін қолдануға мүдделі ауыл шаруашылығы кәсіпорындары және өз зерттеулерінде гидрогельдерді қолдана алатын агрономия, агрохимия және экология салаларында зерттеулер жүргізетін ғылыми-зерттеу институттары кіреді.