The object of research, development or design (in Russian) : наноструктурированные тонкие плёнки оксида цинка (ZnO) и лантан-допированного оксида цинка (La:ZnO) , полученные методом золь-гель и спин-коатинга; наноструктуры диоксида титана (TiO₂) в виде массивов нанотрубок, синтезированные методом анодирования; универсальная дистанционная измерительная платформа (УДИП) для мониторинга выбросов потенциально опасных веществ, интегрируемая с беспилотными летательными аппаратами (БПЛА); каналы связи (Starlink, LoRa) и элементы конструктивной интеграции УДИП с БПЛА.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Наноқұрылымданған материалдар мен жүйелер: Цинк оксидінің (ZnO) және лантанмен легирленген цинк оксидінің (La:ZnO) наноқұрылымданған жұқа қабықшалары, золь-гель және спин-коатинг әдістері арқылы алынған; Титан диоксиді (TiO₂) наноқұрылымдары — анодтау әдісімен синтезделген нанотүтікшелер массивтері түрінде; Әмбебап қашықтықтан өлшеу платформасы (УДИП) — қауіпті заттар шығарындыларын мониторингілеуге арналған, ұшқышсыз ұшу аппараттарымен (БПЛА) интеграцияланатын жүйе; Байланыс арналары (Starlink, LoRa) және УДИП жүйесін БПЛА-мен конструкциялық біріктіру элементтері.

Aim of work (in Russian) : Цель программы: создать системы автоматического мониторинга состояния окружающей среды на наличие потенциально-опасных выбросов на производстве, с использованием специальных измерительных платформ, позволяющих осуществлять передачу данных в режиме реального времени, а также систем утилизации углекислого газа. Программа направлена на развитие экологического мониторинга в Республике Казахстан. Основные задачи включают создание экспериментальной базы для автоматизированных систем мониторинга выбросов и разработку передовых материалов для устройств, способных эффективно определять и утилизировать углекислый газ.

Aim of work (in Kazakh) : Бағдарламаның мақсаты: нақты уақыт режимінде деректерді беруді жүзеге асыруға мүмкіндік беретін арнайы өлшеу платформаларын, сондай-ақ көмірқышқыл газын кәдеге жарату жүйелерін пайдалана отырып, өндірісте ықтимал қауіпті шығарындылардың болуына қоршаған ортаның жай-күйін автоматты мониторингтеу жүйелерін құру. Бағдарлама Қазақстан Республикасында экологиялық мониторингті дамытуға бағытталған. Негізгі міндеттерге шығарындыларды бақылаудың автоматтандырылған жүйелері үшін эксперименттік база құру және көмірқышқыл газын тиімді анықтауға және жоюға қабілетті құрылғылар үшін озық материалдарды әзірлеу кіреді.

Методы исследования (на русском) : Материаловедение и физико-химический анализ (метод золь-гель для синтеза плёнок ZnO и La:ZnO; спин-коатинг для нанесения тонких плёнок; термическая обработка (300–450 °C) для кристаллизации; СЭМ (SEM) — для анализа морфологии; рентгеновская дифракция (XRD) — для определения фазового состава; UV–Vis спектроскопия — для анализа оптических свойств и расчёта ширины запрещённой зоны; анодирование — для получения нанотрубок TiO₂). Инженерия и проектирование (3D-сканирование (Revopoint Miraco PRO) для получения точных моделей крыла и фюзеляжа; CAD-моделирование конструктивных элементов и корпусов; разработка электрических схем УДИП в Altium Designer; программирование микроконтроллеров и сенсорных модулей (STM32, I²C, UART, SPI)). Телеметрия и связь ( моделирование каналов передачи данных в MATLAB; симуляции в INAV/SITL/HITL; полевые испытания на БПЛА с каналами Starlink и LoRa).

Методы исследования (на казахском) : Материалтану және физика-химиялық талдау (Золь-гель әдісі арқылы ZnO және La:ZnO жұқа қабықшаларын синтездеу; спин-коатинг әдісі арқылы жұқа қабықшаларды жағу; термиялық өңдеу (300–450 °C) — кристалдануды қамтамасыз ету үшін; сканирлеуші электронды микроскопия (СЭМ, SEM) — морфологияны талдау үшін; рентгендік дифракция (XRD) — фазалық құрамды анықтау үшін; ультракүлгін–көрінетін спектроскопия (UV–Vis) — оптикалық қасиеттерді талдау және тыйым салынған аймақтың ені (band gap) мәнін есептеу үшін; анодтау әдісі — TiO₂ нанотүтікшелерін алу үшін). Инженерлік және жобалау (3D-сканерлеу (Revopoint Miraco PRO) — ұшақ қанаты мен фюзеляжының дәл үлгілерін алу үшін; CAD-модельдеу — конструкциялық элементтер мен корпустарды жобалау үшін; Altium Designer бағдарламасында электрлік схемаларды әзірлеу — УДИП құрылғысының архитектурасын жобалау үшін; микроконтроллерлер мен сенсорлық модульдерді (STM32, I²C, UART, SPI) бағдарламалау — жүйенің функционалдығын қамтамасыз ету үшін). Телеметрия және байланыс (MATLAB ортасында деректерді беру арналарының модельдеуі; INAV/SITL/HITL симуляциялары — ұшу динамикасы мен жүйенің жұмысын тексеру үшін; Starlink және LoRa арналары бар БПЛА негізінде далалық сынақтар — телеметрия және деректерді қашықтан беру жүйелерін сынау үшін).

Obtained results and novelty (in Russian) : Научные и технические результаты: Разработана и оптимизирована методика получения прозрачных наноструктурированных плёнок ZnO методом золь-гель с использованием молочной кислоты, контролем pH (6,0–6,5) и оптимальных режимов термообработки. Получены лантан-допированные ZnO (1–5 ат.%), выявлено: увеличение La → уменьшение размера зерна, формирование примесных состояний, снижение ширины запрещённой зоны до ~3,05 эВ. Синтезированы массивы нанотрубок TiO₂ методом одностадийного анодирования. Создана архитектура УДИП для БПЛА: STM32-сенсорный блок, датчики CO₂, PM, NO₂, SO₂, CO, O₃, T/RH, P, насосная система, SD-логирование, двойной канал связи (Starlink + LoRa). Выполнено 3D-сканирование БПЛА и построена полная 3D-модель для точной разработки креплений и корпусов. Моделирование каналов связи: Starlink — задержка 27–60 мс, пропускная способность 6,97 кбит/с; LoRa — задержка 259–331 мс, скорость 4,18 кбит/с. Даловые испытания УДИП подтвердили стабильность работы, корректность передачи данных и возможность мониторинга в реальном времени. Научная новизна: впервые реализована комплексная система, объединяющая наноматериалы ZnO, La:ZnO, TNTA и БПЛА-модуль мониторинга; получены новые данные о влиянии концентрации La на оптико-структурные свойства плёнок; разработано оригинальное решение с двойным каналом связи (Starlink + LoRa) с моделированием стабильности и потерь.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ғылыми және техникалық нәтижелер: Золь-гель әдісі арқылы мөлдір ZnO наноқұрылымдық қабықшаларын алу әдістемесі әзірленіп, оптимизацияланды (сүт қышқылы, pH 6,0–6,5, оңтайлы жылулық өңдеу режимдері). La (1–5 ат.%) легирленген ZnO қабықшалары синтезделіп, түйіршік өлшемінің азаюы, қоспалық күйлердің түзілуі және тыйым салынған аймақ ені ~3,05 эВ-қа дейін төмендеуі анықталды. TiO₂ нанотүтікшелер массивтері бірсатылы анодтау әдісімен алынған. БПЛА үшін әмбебап қашықтықтан өлшеу платформасының (УДИП) архитектурасы жасалды: STM32 сенсорлық блок, CO₂, PM, NO₂, SO₂, CO, O₃, T/RH, P датчиктері, сорғы жүйесі, SD-журналдау, қосарланған байланыс (Starlink + LoRa). БПЛА толық 3D-сканерленіп, бекіткіштер мен қорғаныс корпустары дәл жобаланды. Байланыс арналарының модельдеуі жүргізілді: Starlink — кідіріс 27–60 мс, өткізу қабілеті 6,97 кбит/с; LoRa — кідіріс 259–331 мс, жылдамдық 4,18 кбит/с. Далалық сынақтар жұмыс тұрақтылығын, деректерді дұрыс беру және нақты уақыт мониторингін көрсетті. Ғылыми жаңалық: Алғаш рет ZnO, La:ZnO, TNTA наноматериалдары мен БПЛА негізіндегі интеллектуалды мониторинг модулі біріктірілген кешенді жүйе жүзеге асырылды. La концентрациясының оптикалық және құрылымдық қасиеттерге әсері анықталды. Қосарланған байланыс арнасы (Starlink + LoRa) бар түпнұсқа шешім жасалып, оның тұрақтылығы мен шығындары модельденді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Конструктивные показатели УДИП: масса сенсорного блока: ~1,3 кг; питание: 5 В / 3,3 В (автономное от БПЛА); сенсоры: CO₂(SCD30), PM(SPS30), электрохимические (NO₂, O₃, CO, SO₂), T/RH (SHT31), давление (BMP388); микроконтроллер: STM32 Nucleo-L476RG; насосы: KNF NMP03KPDC-B2 ×2; связь: Starlink + RFD900x (LoRa-подобный модем); запись: microSD. Показатели эффективности каналов: задержка Starlink: 27,4–90,3 мс ; задержка LoRa: 259–331 мс ; потери данных Starlink: 1–1,5 % ; потери данных LoRa: 2–2,5 % ; пропускная способность: Starlink: 6,97 кбит/с , LoRa: 4,18 кбит/с . Показатели синтезируемых материалов: толщина плёнок ZnO/La:ZnO: 100–300 нм ; Eg (ZnO): 3,26 эВ ; Eg (La:ZnO): 3,05 эВ ; размер зерна уменьшается от 0,82 до 0,39 нм при увеличении содержания La.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : УДИП құрылымдық көрсеткіштері: Сенсорлық блок массасы: шамамен 1,3 кг, Қоректену көзі: 5 В / 3,3 В (БПЛА-дан автономды), Сенсорлар: CO₂ (SCD30), PM (SPS30), электрохимиялық (NO₂, O₃, CO, SO₂), температура және ылғалдылық (T/RH, SHT31), қысым (BMP388), Микроконтроллер: STM32 Nucleo-L476RG, Сорғылар: KNF NMP03KPDC-B2 ×2. Байланыс арналары: Starlink + RFD900x (LoRa типтес модем), Деректерді жазу: microSD, Байланыс арналарының тиімділік көрсеткіштері, Starlink кідірісі: 27,4–90,3 мс, LoRa кідірісі: 259–331 мс, Starlink деректер жоғалту деңгейі: 1–1,5 %, LoRa деректер жоғалту деңгейі: 2–2,5 %, Өткізу қабілеті: Starlink — 6,97 кбит/с; LoRa — 4,18 кбит/с Синтезделген материалдардың сипаттамалары, ZnO/La:ZnO қабықшаларының қалыңдығы: 100–300 нм, Тыйым салынған аймақ ені (Eg): ZnO — 3,26 эВ; La:ZnO — 3,05 эВ, Түйіршік өлшемі: La мөлшері артқан сайын 0,82 нм-ден 0,39 нм-ге дейін азаяды.

Level of implementation (in Russian) : не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : орындалмаған

Efficiency (in Russian) : Эффективность проекта проявляется в следующем: обеспечена быстрая и высокоточная передача данных мониторинга (нижняя задержка среди аналогов); создана модульная система , позволяющая адаптировать набор датчиков под разные сценарии мониторинга; использование наноструктур ZnO и TiO₂ повышает чувствительность и потенциал фотокаталитического восстановления CO₂

Efficiency (in Kazakh) : Жобаның тиімділігі келесі аспектілерде көрініс табады: Мониторинг деректерін жылдам және жоғары дәлдікпен беру қамтамасыз етілді – ұқсас жүйелермен салыстырғанда кідіріс уақыты ең төмен көрсеткішке ие; Модульдік жүйе жасалды, ол әртүрлі мониторинг сценарийлеріне сәйкес сенсорлар жиынтығын бейімдеуге мүмкіндік береді; ZnO және TiO₂ наноқұрылымдарын пайдалану жүйенің сезімталдығын арттырады және CO₂ фотокаталитикалық қалпына келтіру әлеуетін күшейтеді.

Field of application (in Russian) : мониторинг техногенных выбросов предприятий; экологический мониторинг воздуха в городах; анализ аварийных ситуаций и распространения загрязнений; контроль качества воздуха вокруг ТЭЦ, заводов, полигонов ТБО; научные исследования в области фотокатализа и материаловедения; разработка сенсорных систем на основе ZnO, La:ZnO и TiO₂; автономные измерительные станции и интеллектуальные системы на базе БПЛА.

Field of application (in Kazakh) : Қолдану бағыттары: Кәсіпорындардың техногендік шығарындыларын мониторингілеу; Қалалардағы атмосфералық ауаның экологиялық мониторингі; Апаттық жағдайларды және ластаушы заттардың таралуын талдау; ЖЭО, зауыттар мен тұрмыстық қалдықтар полигондары айналасындағы ауа сапасын бақылау; Фотокатализ және материалтану салаларындағы ғылыми зерттеулер; ZnO, La:ZnO және TiO₂ негізіндегі сенсорлық жүйелерді әзірлеу; БПЛА негізіндегі автономды өлшеу станциялары мен интеллектуалды жүйелерді жасау.