The object of research, development or design (in Russian) : Данный проект направлен на создание многофункциональных гибридных систем, сочетающих проводящие полимеры - такие как полианилин (PANI), полипиррол (PPy) и поли(3,4-этилендиоксиотиофен) (PEDOT) - с оксидами переходных металлов, в частности V2O5. Цель исследования заключается в интеграции высокой электропроводности и химической адаптивности полимеров с кристаллическим порядком, прочностью и интеркаляционными свойствами неорганических оксидов. Используя методы интеркаляции, электроспиннинга и ледяного шаблона, планируется получение упорядоченных 2D и 3D пористых структур и тонких полимерных плёнок. Разрабатываемые материалы предназначены для применения в системах детектирования водорода, где требуются высокая точность отклика, долговременная стабильность и устойчивость к внешним условиям. Реализация проекта способствует повышению безопасности и развитию экологически устойчивых технологий водородной энергетики в Республике Казахстан.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Жоба өткізгіш полимерлер (мысалы, полианилин (PANI), полипиррол (PPy) және поли(3,4-этилендиоксифен) (PEDOT)) мен өтпелі металл оксидін (V2O5 ) біріктіретін көпфункционалды гибридті жүйелерді әзірлеуге бағытталған. Мақсат – полимерлердің жоғары электрөткізгіштігі мен химиялық икемділігін металл оксидтердің кристалдық реттелуімен, беріктігімен және интеркаляциялық қасиеттерімен үйлестіру. Интеркаляция, электроиіру және мұз үлгілеу әдістерін қолдану арқылы құрылымы реттелген 2D және 3D кеуекті материалдар мен жұқа полимерлі қабықшалар синтезделеді. Алынған материалдар жоғары сезімталдық, тұрақтылық және қоршаған орта жағдайларына төзімділік талап етілетін сутек газының сенсорлық жүйелерінде қолдануға бағытталған. Бұл зерттеу Қазақстанда қауіпсіз әрі экологиялық таза сутек энергетикасын дамытуға үлес қосуға мүмкіндік береді.

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 полимерден/V2O5 композиттерін және қуыс нанотүтікшелер мен 2D қабыршақтарды қоса алғанда, өткізгіш полимерлердің бірегей морфологияларын синтездеу және олардың құрылымы/морфологиясы мен сенсорлық қасиеттері арасындағы корреляцияны зерттеу арқылы сутегі газын анықтау саласындағы іргелі ғылыми мәселелерді зерттеу болып табылады.

Методы исследования (на русском) : В рамках проекта проводился синтез проводящих полимеров и их композитов с V2O5 с использованием методов интеркаляции, электроспиннинга и ледяного шаблона. Структура и морфология материалов исследованы с применением SEM, TEM и XRD. Электрические и термические свойства определялись методами четырёхзондового измерения, TGA и DSC. Пористость и удельная поверхность оценивались методом БЭТ. Чувствительность к водороду изучалась на специализированной установке в атмосфере азота, углекислого газа и сухого воздуха. Комплексное применение данных методов позволило установить взаимосвязь между структурой материалов и их сенсорными характеристиками.

Методы исследования (на казахском) : Жоба барысында өткізгіш полимерлер мен олардың V2O5 композиттері интеркаляция, электроиіру және мұз үлгілеу әдістерімен синтезделді. Алынған материалдардың құрылымы мен морфологиясы SEM, TEM және XRD арқылы зерттелді. Электр және термиялық қасиеттері төрт-нүктелі зонд, TGA және DSC әдістерімен бағаланды. Кеуектік пен бет ауданы БЭТ әдісімен анықталды. Сутек газының сезгіштігі азот, көмірқышқыл газы және құрғақ ауа ортасында арнайы газсезгіштік құрылғыда тексерілді. Бұл кешенді әдістер материал құрылымы мен сенсорлық қасиеттер арасындағы байланысты анықтауға мүмкіндік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : В ходе проекта разработаны и охарактеризованы новые проводящие и цвиттерионные полимеры, а также их композиты с V2O5, обладающие высокой электропроводностью, стабильностью и чувствительностью к водороду. Разработаны методы интеркаляции, электроспиннинга и ледяного шаблона для формирования упорядоченных 2D и 3D пористых структур. Полученные результаты частично отражены в статьях “Experimental and numerical simulation studies of the zwitterionic polymers for enhanced oil recovery” (Scientific Reports, Nature, 2025) и “1 ppm-detectable hydrogen gas sensor based on nanostructured polyaniline” (Scientific Reports, Nature, 2024), последняя из которых засчитывается как результат текущего года. Научная новизна заключается в сочетании химии цвиттерионных и проводящих полимеров с наноструктурной инженерией для создания чувствительных, стабильных и экологически безопасных материалов нового поколения для сенсорных систем водорода.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Жоба барысында жоғары өткізгіштікке, тұрақтылыққа және сутекке жоғары сезімталдыққа ие жаңа өткізгіш және цвиттерионды полимерлер мен олардың V2O5 негізіндегі композиттері әзірленіп, сипатталды. Интеркаляция, электроиіру және мұздық шаблондау әдістері арқылы реттелген 2D және 3D кеуекті құрылымдар алынды. Нәтижелер “Experimental and numerical simulation studies of the zwitterionic polymers for enhanced oil recovery” (Scientific Reports, Nature, 2025) және “1 ppm-detectable hydrogen gas sensor based on nanostructured polyaniline” (Scientific Reports, Nature, 2024) мақалаларында жарияланды, соңғысы осы жылдың нәтижесі ретінде есепке алынады. Ғылыми жаңалығы — цвиттерионды және өткізгіш полимер химиясын наноқұрылымдық инженериямен біріктіре отырып, сутек сенсорларына арналған жоғары сезімтал және экологиялық тұрақты жаңа материалдар алуында.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : В ходе исследования были получены наноструктурированные проводящие полимеры и их гибридные композиты, обладающие высокой чувствительностью и низким энергопотреблением для применения в газовых сенсорах. Оптимизированы структурные и технологические параметры, обеспечивающие стабильность и воспроизводимость свойств материалов. Разработанные методы синтеза основаны на использовании доступных реагентов и экологически безопасных процессов, что способствует снижению себестоимости продукции. Полученные результаты создают предпосылки для увеличения доли высокотехнологичной продукции и последующей коммерциализации энергоэффективных сенсорных устройств.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу барысында алынған наноқұрылымды өткізгіш полимерлер мен олардың гибридтік композиттері жоғары сезімталдыққа және төмен энергия тұтынуға ие газ сенсорларын жасауға мүмкіндік береді. Алынған материалдардың құрылымдық тұрақтылығы мен өткізгіштігі жақсарып, өндірістік қолдануға бейімделген технологиялық параметрлер анықталды. Ұсынылған әдістер арзан бастапқы реагенттер мен экологиялық таза синтез жолдарын пайдалана отырып, өнімнің өзіндік құнын төмендетуге мүмкіндік береді. Бұл бағыт болашақта жоғары технологиялық өнімдер үлесін арттыруға және энергия тиімділігі жоғары сенсорлық құрылғыларды коммерцияландыруға жағдай жасайды.

Level of implementation (in Russian) : На текущем этапе проекта разработаны и частично реализованы технологии синтеза и модификации проводящих полимеров и их композитов с V2O5, обеспечивающие формирование упорядоченных наноструктур. Проведены исследования морфологии, кристалличности и электропроводности материалов, подтверждающие достижение запланированных показателей.

Level of implementation (in Kazakh) : Жоба аясында V2O5 негізіндегі өткізгіш полимерлер мен олардың композиттерін синтездеу және модификациялау технологиялары әзірленіп, ішінара жүзеге асырылды. Алынған материалдардың морфологиясы, кристалдық құрылымы және электрөткізгіштігі зерттеліп, жоспарланған көрсеткіштерге қол жеткізілгені дәлелденді.

Efficiency (in Russian) : Результаты проекта обладают высокой эффективностью, так как синтезированные проводящие полимеры и их гибридные композиты (на основе V2O5 и само-допированных полимеров) демонстрируют повышенную чувствительность и стабильность. Такие материалы позволяют повысить точность систем обнаружения водорода, снизить энергопотребление и увеличить срок службы сенсоров. Полученные научные результаты имеют потенциал для дальнейшего внедрения в промышленное производство и развитие «зеленых» технологий, обеспечивая как экономическую, так и экологическую эффективность.

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның нәтижелері жоғары тиімділікке ие, себебі синтезделген өткізгіш полимерлер мен олардың гибридті композиттері (мысалы, V2O5 және өздігінен допталған полимерлер негізінде) жоғары сезімталдық пен тұрақтылық көрсетті. Бұл материалдар сутегі газын анықтау жүйелерінің дәлдігін арттыруға, энергия тұтынуды азайтуға және сенсорлардың қызмет ету мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. Алынған ғылыми нәтижелер болашақта өнеркәсіптік өндіріс пен «жасыл» технологиялар саласында қолдануға бағытталған, бұл экономикалық және экологиялық тұрғыдан тиімді шешім ұсынады.

Field of application (in Russian) : Разработанные материалы и технологии могут быть применены в системах обнаружения водорода для обеспечения безопасности на водородных заправках, в энергетических установках, аккумуляторных и топливных элементах. Кроме того, полученные гибридные структуры на основе проводящих полимеров и оксидов переходных металлов могут использоваться в области сенсорики, катализа, электрохимических устройств и хранения энергии.

Field of application (in Kazakh) : Дамытылған материалдар мен технологиялар сутегі жанармай құю станциялары, энергетикалық қондырғылар, аккумуляторлар және отын элементтеріндегі қауіпсіздікті қамтамасыз етуге арналған сутегін анықтау жүйелерінде қолданылуы мүмкін. Сонымен қатар, өткізгіш полимерлер мен ауыспалы металл оксидтерінің гибридті құрылымдары сенсорика, катализ, электрохимиялық құрылғылар және энергия сақтау салаларында пайдалануға болады.