The object of research, development or design (in Russian) : Вибрация служит источником сбора энергии и является наиболее распространенным видом механического воздействия в различных средах. Трибоэлектрические наногенераторы (TENG) представляют собой автономные активные датчики вибрации, работающие в режиме вертикального контактного движения. Использование принципов работы TENG в микроэлектромеханической системе (MEMS) являются передовым методом к развитию датчиков MEMS в сфере устойчивых устройств с автономным питанием. Инновационное применение двух систем будет наиболее перспективна в робототехнике, мониторинге окружающей среды и носимых устройствах.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Вибрация энергия жинау көзі болып табылады және түрлі ортадағы механикалық әсер етудің ең кең таралған түрі. Трибоэлектрлік наногенераторлар (TENG) тікелей жанасу қозғалысы режимінде жұмыс істейтін автономды вибрация датчиктері болып табылады. TENG жұмыс принциптерін микроэлектромеханикалық жүйеде (MEMS) қолдану автономды қуатпен қамтамасыз етілген тұрақты құрылғылар саласында MEMS датчиктерін дамытуға арналған алдыңғы қатарлы әдіс болып табылады. Екі жүйені инновациялық қолдану робототехникада, қоршаған ортаны бақылауда және киілетін құрылғыларда үлкен перспективалы болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Цель этого проекта — инновация в объединении принципов трибоэлектрического наногенератора (TENG) и микроэлектромеханические системы (MEMS) для измерения вибрации. Цель будет достигнута путем тщательного выбора методов микрофабрикации, конструкций и наиболее подходящих трибоэлектрических материалов.

Aim of work (in Kazakh) : Осы жобаның мақсаты — вибрацияны өлшеу үшін трибоэлектрлік наногенератор (TENG) мен микроэлектромеханикалық жүйелерді (MEMS) біріктіру принциптерінде инновация жасау. Бұл мақсатқа микрофабрикация әдістерін, құрылымдарын және ең қолайлы трибоэлектрлік материалдарды мұқият таңдаудың көмегімен қол жеткізіледі.

Методы исследования (на русском) : Исследование включает основные этапы разработки датчиков TENG/MEMS: от выбора материала и проектирования до микрофабрикации и оценки производительности и применения. Каждый этап требует тщательного рассмотрения проблем, связанных с технологией MEMS.

Методы исследования (на казахском) : Зерттеу TENG/MEMS датчиктерін әзірлеудің негізгі кезеңдерін қамтиды: материалды таңдаудан бастап жобалау, микрофабрикация, өнімділікті бағалау және қолдану. Әрбір кезең MEMS технологиясына байланысты мәселелерді мұқият қарауды талап етеді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Полученные результаты показали, что интеграция MXene (Nb₂C) в композит Ecoflex/PTFE и оптимизация интерфейса PTFE/Ecoflex позволили повысить эффективность передачи заряда, чувствительность и стабильность сенсорных устройств TENG/MEMS при низком энергопотреблении. Научная новизна заключается в сочетании экспериментального синтеза, DFT-моделирования и электронной интеграции, обеспечивших создание новой платформы для высокоэффективных автономных трибоэлектрических сенсоров.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелері MXene (Nb₂C) материалын Ecoflex/PTFE композитіне енгізу және PTFE/Ecoflex интерфейсін оңтайландыру арқылы заряд тасымалдау тиімділігі, сезімталдық және тұрақтылықтың жоғарылағанын, сондай-ақ құрылғылардың энергия тұтынуының төмендігін көрсетті. Ғылыми жаңашылдығы – жоғары тиімді автономды трибоэлектрлік сенсорларды жасауға мүмкіндік берген эксперименттік синтез, DFT модельдеу және электрондық интеграцияның үйлесімінде.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Сенсорные устройства TENG/MEMS изготовлены на гибкой PET-подложке с интердигитированными электродами (TiO₂ – 100 нм, Cu – 60 нм) и композитным трибоэлектрическим слоем Ecoflex/PTFE толщиной около 150 мкм, обеспечивающим стабильное напряжение 10–15 В и ток 300–420 нА. Прочность, чувствительность (0.012 В/кПа) и долговечность сенсора сохранялись более 80 000 циклов, а воспроизводимость сигнала достигала 95 %, что демонстрирует высокую надёжность конструкции. Использование MXene (Nb₂C) в составе Ecoflex повысило проводимость и стабильность трибоэлектрического слоя, улучшив передачу заряда и чувствительность устройства при низком энергопотреблении (< 10 мВт). Моделирование (DFT, Gaussian 16) подтвердило уменьшение энергетического зазора HOMO–LUMO с 5.8 до 4.3 эВ и рост энергии сродства EA с 1.2 до 2.6 эВ, что теоретически объясняет повышение эффективности трибоэлектрического преобразования и устойчивости сенсоров.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : TENG/MEMS сенсорлық құрылғылары икемді PET субстраты негізінде жасалып, интердигиттелген электродтармен (TiO₂ – 100 нм, Cu – 60 нм) және шамамен 150 мкм қалыңдықтағы Ecoflex/PTFE композиттік трибоэлектрлік қабатымен қапталған, нәтижесінде 10–15 В кернеу және 300–420 нА ток тұрақты түрде қамтамасыз етілді. Сенсордың беріктігі, сезімталдығы (0.012 В/кПа) және ұзақ мерзімділігі 80 000 циклдан астам сақталып, сигналдың қайталанғыштығы 95% деңгейіне жетті, бұл құрылымның жоғары сенімділігін көрсетті. Ecoflex құрамындағы MXene (Nb₂C) материалын қолдану трибоэлектрлік қабаттың өткізгіштігі мен тұрақтылығын арттырып, заряд тасымалдауды және құрылғының сезімталдығын жақсартты, сонымен қатар энергия тұтынуы

Level of implementation (in Russian) : нет

Level of implementation (in Kazakh) : жоқ

Efficiency (in Russian) : Этот метод эффективен в повышении способности автономных MEMS-устройств к сбору энергии и улучшении их сенсорной производительности.

Efficiency (in Kazakh) : Бұл әдістің тиімділігі автономды MEMS құрылғыларында энергия жинау мүмкіндігін арттыруда және олардың сенсорлық өнімділігін жақсартуда.

Field of application (in Russian) : Область применения включает робототехнику, носимые устройства, медицинские датчики и интеллектуальные системы для Интернета вещей (IoT).

Field of application (in Kazakh) : Қолдану саласы робототехниканы, киілетін құрылғыларды, медициналық датчиктерді және Заттар интернеті (IoT) үшін интеллектуалды жүйелерді қамтиды.