The object of research, development or design (in Russian) : К основным объектам исследования относятся: 1) промежуточные структуры водо-окисляющего катализатора в процессе фотоактивации; 2) структуры водо-окисляющего комплекса с противоионами ацетата в процессе самосборки кластера; 3) конформеры кластера Mn4Ca апо-ФС II в процессе фотоактивации.

The object of research, development or design (in Kazakh) : Негізгі зерттеу объектілері: 1) фотоактивтену процесіндегі су тотықтырғыш катализатордың аралық құрылымдары; 2) кластерді өздігінен құрастыру кезінде ацетатты қарсы иондары бар су тотықтырғыш кешеннің құрылымдары; 3) фотоактивация кезінде апо-ФС II Mn4Ca кластерінің конформерлері.

Aim of work (in Russian) : Получение новых данных о механизме фотоактивации, а именно данных о структуре промежуточных состояний комплексов в процессе каталитической реакции и атомистических основ самосборки водоокислящего марганцевого комплекса фотосистемы II.

Aim of work (in Kazakh) : Фотоактивация механизмі туралы жаңа мәліметтер алу, атап айтқанда каталитикалық реакция барысындағы кешендердің аралық күйлерінің құрылымы және Фотожүйе II-нің су тотықтырғыш марганец кешенінің өздігінен жиналуының атомдық негіздері туралы мәліметтерді алу.

Методы исследования (на русском) : Выбранная исследовательская стратегия к изучению свойств и структуры Mn катализаторов обусловлены наличием рентгенокристаллографических данных высокого разрешения апо-ФС II и отсутствием данных о протонах в системе и механизме переноса электронов, связанных с протонами для формирования оксомостиков между ионами металлов как начальном этапе процесса фотоактивации. Кроме того, теоретическое исследование апо-ФС II и моделей Mn катализаторов методами вычислительной химии поможет рационализировать и объяснить противоречивые результаты экспериментальных исследований и внесет ясность в понимание механизма фотоактивации.

Методы исследования (на казахском) : Mn катализаторларының қасиеттері мен құрылымын зерттеу үшін таңдалған зерттеу стратегиясы апо-ФЖII жоғары ажыратымдылықтағы рентгендік кристаллографиялық деректерінің болуымен және жүйедегі протондар және протондармен байланысты электрондарды тасымалдау механизмі туралы мәліметтердің болмауымен түсіндіріледі. Фотоактивация процесінің бастапқы сатысы ретінде металл иондары арасында оксокөпірлердің түзілуіне арналған. Сонымен қатар, есептеу химиясы арқылы апо-ФЖII және Mn катализаторларының модельдерін теориялық зерттеу эксперименттік зерттеулердің қарама-қайшы нәтижелерін рационализациялауға және түсіндіруге көмектеседі және фотоактивация механизмін түсінуге түсінік береді.

Obtained results and novelty (in Russian) : - Анализ данных, полученных в результате моделирования DFT стадий окислительно-восстановительных процессов окисления/депротонирования и образования оксомостиков между атомами Mn, показал, что простая модель достаточно гибка для учета различных условий pH и исходных растворов и может описать большинство особенностей, наблюдаемых при электроосаждении каталитически активных аморфных пленок металл-(гидр)оксо. - Анализ данных, полученных в результатет моделирования методом минимального энергетического пути (МЭП), обнаружил, что образование гидроксомостиков является предпочтительным и предшествует образованию оксомостика. Этот результат особенно интересен, поскольку он отражает тенденцию к образованию непротонированных оксо-мостиков в низковалентных соединениях Mn. Наши результаты также показывают, что устойчивое окисление растворов Mn(II) может индуцировать образование состояния Mn(IV)–(O)2–Mn(IV) в S4 состоянии, совместимого с образованием относительно неактивных пленок Mn(IV)-оксокатализатора. - Была приобретена, установлена и отлажена работа дискового пространства для хранения данных объемом 18 Тб с целью обеспечения хранения, вычисления и обработки расчетных данных для выполнения научно-исследовательских работ по проекту.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : - Тотығу/депротонацияның тотығу-тотықсыздану процестерінің кезеңдерін және Mn атомдары арасындағы оксокөпірлердің түзілуін DFT модельдеу нәтижесінде алынған мәліметтерді талдау қарапайым модель әртүрлі рН жағдайлары мен бастапқы ерітінділерді есепке алу үшін жеткілікті икемді екенін көрсетті және каталитикалық активті аморфты метал-(гидр)оксо қабықшаларының электродпозициясы кезінде байқалатын ерекшеліктердің көпшілігін сипаттай алады. - Минималды энергия жолы (МЭЖ) әдісімен модельдеу нәтижесінде алынған мәліметтерді талдау гидроксокөпірлердің түзілуі қолайлы және оксокөпірлердің пайда болуынан бұрын болатыны анықталды. Бұл нәтиже ерекше қызығушылық тудырады, өйткені ол төмен валентті Mn қосылыстарында протондалмаған оксокөпірлердің пайда болу тенденциясын көрсетеді. Біздің нәтижелеріміз сонымен қатар Mn(II) ерітінділерінің тұрақты тотығуы S4 күйінде Mn(IV)-(O)2-Mn(IV) күйінің түзілуін индукциялай алатынын көрсетеді, бұл салыстырмалы түрде белсенді емес қабықшалардың түзілуімен үйлесімді. - Жоба бойынша ғылыми-зерттеу жұмыстарын жүргізу үшін есептелген деректерді сақтауды, есептеуді және өңдеуді қамтамасыз ету мақсатында көлемі 18 ТБ деректерді сақтауға арналған дискілік кеңістік сатып алынды, орнатылды және жөндеу жұмыстары жүргізілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Практическая значимость результатов исследований обусловлена выяснением основ механизма самосборки катализатора расщепления воды, что способствует практической реализации устройств искусственного фотосинтеза и хранения солнечной энергии экологически безопасным способом. Одним из важных прикладных результатов проекта является ожидаемое увеличение пиковой производительности отечественной ВКС АФИФ на 3-13 ТФлопс, а также объемов хранения данных на 18-108 Тб. Данные вычислительные ресурсы в дальнейшем могут быть использованы как исследовательскими группами института, так и учеными других научных организаций в качестве услуги аренды выделенного сервера.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Зерттеу нәтижелерінің практикалық маңыздылығы суды ыдыратушы катализатордың өздігінен құрастырылу механизмінің негіздерін түсіндірумен түсіндіріледі, бұл жасанды фотосинтез және күн энергиясын экологиялық таза түрде сақтау құрылғыларын тәжірибеде іске асыруға ықпал етеді. Жобаның маңызды қолданбалы нәтижелерінің бірі – AFIF отандық бейнеконференцбайланыс қызметінің ең жоғары өнімділігінің 3-13 TFlops-ке ұлғаюы, сондай-ақ деректерді сақтау көлемінің 18-108 ТБ-ға артуы. Бұл есептеу ресурстарын кейінірек институттың зерттеу топтары да, басқа ғылыми ұйымдардың ғалымдары да арнайы серверді жалға алу қызметі ретінде пайдалана алады.

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, победой в международных конкурсах научных проектов, а также публикацией результатов в рецензируемых научных журналах. Кроме того, эффективность подтверждается также проведенной модернизацией суперкомпьютера института, которая в свою очередь приведет к значительному повышению качества проводимых научно-исследовательских работ не только сотрудников института, но и сотрудников других организаций в рамках договора аренды выделенных ресурсов серверов.

Efficiency (in Kazakh) : Жүргізілген жұмыстың тиімділігі халықаралық ғылыми қоғамдастықтың оларды конференцияларда баяндау, ғылыми жобалардың халықаралық конкурстарында жеңіске жету, сондай-ақ рецензияланатын ғылыми журналдарда нәтижелерін жариялау кезінде алынған нәтижелерді мойындауымен анықталады. Сонымен қатар, тиімділік институттың суперкомпьютерін жаңғыртумен де расталады, бұл өз кезегінде тек институт қызметкерлері ғана емес, сонымен қатар жалға беру шарты бойынша басқа ұйымдардың қызметкерлері жүргізетін зерттеулердің сапасын айтарлықтай жақсартуға әкеледі. арнайы сервер ресурстары үшін.

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

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