The object of research, development or design (in Russian) : Механизм расщепления воды является наиболее острой проблемой, препятствующей развитию эффективных технологий преобразования солнечного света. Понимание этого механизма будет отправной точкой для создания эффективных устройств искусственного фотосинтеза. Объектами исследования являются водоокисляющий комплекс (ВОК) фотосистемы 2 (ФС 2), участвующий в процессе естественного фотосинтеза, а также синтетические комплексы с переходными металлами для искусственного фотосинтеза.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Судың бөліну механизмі күн сәулесін түрлендірудің тиімді технологияларын әзірлеуге кедергі келтіретін ең өткір мәселе болып табылады. Бұл механизмді түсіну жасанды фотосинтез үшін тиімді құрылғыларды жасаудың бастапқы нүктесі болады. Зерттеу объектілері табиғи фотосинтез процесіне қатысатын 2-фотосистеманың (ФС 2) су тотықтырғыш кешені (СТК), сондай-ақ жасанды фотосинтезге арналған өтпелі металдармен синтетикалық кешендер болып табылады.

Aim of work (in Russian) : Целью проекта является изучение свойств материалов и выяснение атомистических принципов каталитического процесса расщепления воды в естественном и искусственном фотосинтезе.

Aim of work (in Kazakh) : Жобаның мақсаты материалдардың қасиеттерін зерттеу сонымен қатар табиғи және жасанды фотосинтезде судың бөлінуінің каталитикалық процесінің атомдық принциптерін нақтылау болып табылады.

Методы исследования (на русском) : В настоящем исследовании мы будем использовать комбинированный подход ab initio молекулярной динамики (AIMD) с методами квантовой механики/молекулярной механики (QM/MM) и расчетами минимального энергетического пути (MEP) в рамках теории функционала плотности и приближения Борна-Оппенгеймера.

Методы исследования (на казахском) : Бұл зерттеуде біз тығыздық функционалдық теориясы мен Борн-Оппенгеймер жуықтауы шеңберінде кванттық механика/молекулярлық механика (QM/MM) және минималды энергия жолы (MEP) есептеулерімен біріктірілген ab initio молекулалық динамика (AIMD) әдісін қолданамыз.

Obtained results and novelty (in Russian) : - Исследованы спектроскопические свойства синтетических комплексов. - Проведены работы по получению и отождествлению колебательных спектров синтетических материалов новыми методами разложения траектории молекулярной динамики (МД). Получен анализ колебательных спектров синтетических комплексов. - Определены значения магнитной восприимчивости исследуемых материалов. Проведен анализ зависимости от температуры. - Определены параметры спин-орбитального взаимодействия синтетических комплексов с переходными металлами. - Получен анализ колебательных спектров ВОК в различных состояниях цикла Кока S1-S4. - Проведено исследование ЭПР спектров синтетических комплексов в S1-S4 состояних цикла Кока. Получены расчеты параметров ЭПР сигналов синтетических комплексов и их интерпретация.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - Синтетикалық кешендердің спектроскопиялық қасиеттері зерттелді. - Молекулярлық динамиканың (МД) траекториясын ыдыратудың жаңа әдістерімен синтетикалық материалдардың тербеліс спектрлерін алу және анықтау жұмыстары жүргізілді. Синтетикалық кешендердің тербеліс спектрлерінің талдауы алынды. - Зерттелетін материалдардың магниттік сезімталдығының мәндері анықталды. Температураға тәуелділік талдауы жүргізілді. - Синтетикалық кешендердің өтпелі металдармен спин-орбиталық әрекеттесуінің параметрлері анықталды. - S1-S4 кока циклінің әртүрлі күйлеріндегі СТК тербеліс спектрлерінің талдауы алынды. - Кок циклінің S1-S4 күйлеріндегі синтетикалық кешендердің ЭПР спектрлерін зерттеу жүргізілді. Синтетикалық кешендердің сигналдарының ЭПР параметрлерінің есептеулері және олардың интерпретациясы алынды.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Проводимые исследования носят фундаментальный характер и нацелены на изучение матнитных и оптических свойств материалов, используемых для процесса расщепления воды в искусственном фотосинтезе. Исследования проводятся с использованием современных методов вычислительной химии с высоким уровнем точности и вопроизводимости экспериментальных результатов. Впервые выполнена интерпретация ИК спектров синтетических комплексов с переходными металлами в области колебаний Mn-O и COO- групп, а также получены константы спин-орбитального взаимодействия для мультивалентного комплекса с переходными металлами.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Жүргізіліп жатқан зерттеулер іргелі сипатқа ие және жасанды фотосинтезде судың бөліну процесінде қолданылатын материалдардың магниттік және оптикалық қасиеттерін зерттеуге бағытталған. Зерттеулер тәжірибелік нәтижелердің дәлдігі мен қайталануының жоғары деңгейімен есептеу химиясының заманауи әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылады. Mn-O және COO-топтарының тербеліс диапазонында өтпелі металдармен синтетикалық кешендердің ИҚ-спектрлерін интерпретациялау алғаш рет орындалды және өтпелі металдармен көпвалентті кешен үшін спин-орбиталық әрекеттесу тұрақтылары алынды.

Level of implementation (in Russian) : На данном этапе внедрение не планируется.

Level of implementation (in Kazakh) : Бұл кезеңде іске асыру жоспарланбайды.

Efficiency (in Russian) : Эффективность проведенных работ определяется признанием полученных результатов международным научным сообществом во время их презентации на конференциях, а также подтверждается опубликованием результатов в рецензируемых журналах (в настоящий момент публикация подготовлена к подаче в журнал Physical Chemistry Chemical Physics (Q1)).

Efficiency (in Kazakh) : Орындалған жұмыстың тиімділігі халықаралық ғылыми қоғамдастықтың оларды конференцияларда баяндау кезінде алынған нәтижелерді мойындауымен анықталады, сондай-ақ нәтижелерді рецензияланған журналдарда жариялаумен расталады (қазіргі уақытта жарияланым Physical Chemistry Chemical Physics (Q1) журналына жіберу үшін дайындалған).

Field of application (in Russian) : Исследования в области вычислительной химии, фотосинтеза и водородной энергетики, биоинорганической химии, координационной химии.

Field of application (in Kazakh) : Есептеу химиясы, фотосинтез және сутегі энергиясы, биоинорганикалық химия, координациялық химия саласындағы зерттеулер.