Наименование темы проекта: «Биоинженерный цифровой дизайн и инновационное производство персонализарованных и унифицированных пластин для остеосинтеза» 1. Цель и задачи проекта Цель проекта заключается в разработке и биомеханической оптимизации конструкции уникальных анатомических пластин для остеосинтеза при переломах костей конечностей, максимально приближенным по свойствам упругости к упругости человеческой кости. Оптимизация металлических пластин будет проведена с учетом сложности геометрии, критериев прочности, упругости и металлоемкости. Важным этапом проекта будет организация производства таких пластин на казахстанских заводах с целью замены дорогостоящих иностранных аналогов. Оосновываясь на применении цифровых технологий планируется разработать биоинженерный дизайн пластин для сращения переломов и системы креплений в различных частях скелета, пподход цифровизации процесса проектирования и изготовления позволит создать оптимальные решения, учитывающие анатомические особенности различных частей скелета, механических свойств человеческой кости, что в свою очередь повысит эффективность процесса остеосинтеза и приведет к улучшению результаты лечения переломов особенно для пациентов пожилого возраста. Основными подходами будут применение инструментов цифрового материаловедения DIGIMAT для предсказания влияния пористости титана на модуль упругости , вычислительный эксперимент будет верифицирован физическими исследованием влияния технологических параметров SLS печати порошком титана на пористость напечатаных образцов. Проведенные эксперименты и их статистическая обработка позволят найти зависимость пористость – модуль упругости., которая в дальнейшем может использоваться для разработки персоналезированных пластин, особено для пациентов пожилого возраста. Точность печати анатомических пластин будет оптимизирована используя возможности реверс инжиниринга. Образцы двух персоналазарованных пластин с модулем упругости приблеженном к модулю упругости человеческой кости будут напечатанны по геометрии созданной в програмном комплесе MIMICS. MIMICS позволяет обработать томографические снимки костей скелета человека и преобразовать его в файлы импортируемые в САD системы. С целью получения информации о биомеханическом поведении пластин и их прочностных характеристиках, провести компьютерное моделирование определения напряженно-деформированного состояния и контактных напряжений анатомических пластин в программе конечно-элементного статического анализа PATRAN, MARC. Оптимизация геометрии пластин по металоемкости и снижения концентраторов напряжений будет проведена в системе PATRAN (NAS 109).С целью проверки геометрической согласованности прототипов пластин 3D моделей с муляжами суставов, печать геометрии унифицированных пластин посредством технологии FFF и их далнейшая верификации.Будет разработан технологический процесс обработки заготовок из титана на штампах совмещенного действия (вырубка, гибка) , так же будет спроектирован инструмент штамп для производства унифицированных пластин.Кинематическое и динамическое поведение системы упругих тел кость пластина будут смоделировано в программе ADAMS, в результате будет получена система фиксации с оригинальными полиаксиальными втулками, позволяющими подбирать персоныльные углы вкручивания пластин в нарушенную кость. Технологические процессы будут смоделированы в системах Simufact Forming и Solid CAM.В результате проведенной работы будут изготовлены пластины и системы креплений,включая полиаксиальные втулки для сращения переломов локтевой кости, лучевой кости, в соответствии с разработанным технологическим процессом использование спроектированных штампов.Заключительным этапом будет проведение биомеханических испытаний в лаборатории Башкентского университета , изготовленные персонализарованные и унифицированные анатомические пластины соместно с муляжами кости будут испытаны прессе марки ДМ-30М.

Название проекта: Разработка новых магнитных нанокомпозитных частиц для улучшенной адресной доставки лекарств Краткое содержание проекта: Проект направлен на разработку систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц (MNCP) с помощью научно-обоснованного подхода. Исследование будет сосредоточено на синтезе и характеристике MNCP, оптимизации ключевых свойств, таких как размер, поверхностный заряд и гидрофильность, для повышения емкости загрузки лекарств, стабильности и контролируемого высвобождения. Магнитные свойства наночастиц позволят обеспечить точное внешнее управление, улучшить целевую доставку лекарств и минимизировать системные побочные эффекты. Методы функционализации поверхности будут использоваться для повышения биосовместимости и регулирования образования белковой короны, что является основной проблемой при доставке лекарств с помощью наночастиц. Для оценки этого будет представлен метод восходящего пузыря в качестве нового метода оценки взаимодействия белок-наночастица в реальном времени. Кроме того, исследование будет систематически оптимизировать эффективность инкапсуляции и кинетику высвобождения с использованием методологии Design of Experiments (DOE). Конечной целью является разработка эффективной масштабируемой платформы для улучшенной доставки лекарств, адаптируемой к различным терапевтическим областям. Актуальность проекта: Необходимость разработки новых эффективных функциональных материалов для улучшения системы доставки лекарственных средств (drug delivery system). Цель проекта: Разработка новых устойчивых к белкам магнитных нанокомпозитных частиц для эффективной доставки лекарств путем исследования их межфазных свойств, эффективности высвобождения лекарств и ингибирования белковых корон с помощью метода восходящих пузырьков. Задачи: 1. Синтез и характеризация магнитных наночастиц (MNР). Синтез магнитных наночастиц (MNP). Синтез нанокомпозитов на основе магнитных нанокомпозитных частиц с помощью модификации их поверхности (MNСP) биосовместимыми материалами для повышения стабильности и эффективности. Оптимизация поверхностных свойств MNСP для повышения эффективности доставки лекарств. 2. Оптимизация загрузки лекарств и контролируемого высвобождения. Инкапсуляция химиотерапевтических агентов в MNCP. Оптимизация эффективности инкапсуляции лекарств и кинетики высвобождения. Исследование влияния магнитного поля на высвобождение лекарства. 3. Оптимизация стратегий таргетирования и оценка терапевтической эффективности. Оптимизация лигандов для эффективности таргетирования. Оценка терапевтической эффективности в In Vitro исследованиях. Анализ формирования белковой короны с использованием метода восходящего пузыря. Основной подход к исследованиям включает междисциплинарная инженерная стратегия для разработки систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц (MNCP). Исследование начинается с синтеза магнитных наночастиц (MNP) с использованием контролируемых методов изготовления для достижения точного размера, морфологии и магнитных свойств, подходящих для целевой доставки лекарств. Будет применена усовершенствованная функционализация поверхности, включающая биосовместимые полимеры или неорганические покрытия для повышения стабильности и оптимизации эффективности доставки лекарств. Проект будет систематически оптимизировать емкость загрузки лекарств и кинетику высвобождения, уделяя особое внимание эффективности инкапсуляции и контролируемым профилям высвобождения в различных физиологических условиях, таких как pH и температура. Тестирование in vitro будет оценивать стабильность, клеточное поглощение и устойчивость MNCP к короне белка. Методология Design of Experiments (DOE) будет использоваться для оптимизации параметров изготовления и свойств поверхности, создавая надежную и масштабируемую платформу для эффективных систем доставки лекарств. Ожидаемые результаты: 1. Синтез магнитных наночастиц: получение магнитных наночастиц с оптимизированными техническими свойствами, такими как точный контроль размера, поверхностного заряда и магнитной чувствительности, специально разработанных для эффективных приложений доставки лекарств. 2. Улучшенные механизмы загрузки лекарств и контролируемого высвобождения: ожидается, что разработанные магнитные наночастицы продемонстрируют превосходную способность загрузки лекарств и оптимизированные профили контролируемого высвобождения, повышая эффективность терапевтической доставки в различных физиологических условиях. 3. Улучшенное нацеливание и стабильность: ожидается, что нанесение поверхностных покрытий значительно улучшит стабильность наночастиц, предотвратит агломерацию и обеспечит точную эффективность целевой доставки (таргетирования), тем самым повысив общую производительность системы доставки лекарств. 4. Подтверждение эффективности с помощью исследований in vitro: строгое тестирование in vitro подтвердит производительность разработанных наночастиц, продемонстрировав повышенную стабильность, магнитную чувствительность и превосходную эффективность нацеливания по сравнению с обычными системами. 5. Разработка кинетических и моделей массопереноса: будут разработаны комплексные модели кинетики высвобождения лекарств и массопереноса для точного прогнозирования и оптимизации терапевтической эффективности, обеспечивая точный контроль высвобождения лекарств в целевых областях. 6. Прогресс в инженерии наночастиц: проект приведет к значительным достижениям в дизайне и проектировании систем магнитных наночастиц, способствуя более широкому направлению инженерии наночастиц для приложений доставки лекарств, с распространением через инженерно-ориентированные публикации. Степень влияния результатов исследований на научно-технические (в том числе Успешное выполнение этого проекта сделает исследовательскую группу лидером в разработке систем доставки лекарств на основе магнитных нанокомпозитных частиц, специально разработанных для повышения точности и эффективности при целевой доставке лекарств. Ожидается, что ожидаемые достижения в технологии магнитных наночастиц улучшат точность доставки лекарств, сведут к минимуму нецелевые эффекты и повысят производительность системы. Внедряя инновационные методики для оптимизации магнитных свойств, поверхностных покрытий и межфазного поведения наночастиц, это исследование установит новые стандарты эффективности и безопасности передовых платформ доставки лекарств. Этот проект, вероятно, откроет новые пути для междисциплинарного сотрудничества в таких областях, как инженерия наноматериалов, наука о поверхности и оптимизация наночастиц. Ожидается, что его результаты привлекут значительный интерес со стороны академического сообщества и промышленных партнеров, стремящихся коммерциализировать передовые магнитные нанокомпозитные технологии для использования в доставке лекарств. Потенциал разработки запатентованных технологий, включая патенты на магнитные наночастицы с оптимизированной емкостью загрузки лекарств и магнитной чувствительностью, может предоставить многообещающие возможности для коммерциализации. В проекте участвует группа талантливых ученых, в том числе зарубежный 2 исследователя из Технологического университета Jundi Shapur (Иран) с индексомХирша 13, а основные члены имеют индекс Хирша в пределах между 4-12. Члены группы имеют опыт руководства проектами ГФ и ГФМ, финансируемые Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан. Исследовательская группа, состоящая из высококвалифицированных ученых с сильным академическим опытом, в том числе два зарубежного исследователя из Технологического университета Джунди Шапура, Иран а основные члены имеют индекс Хирша от 4 до 13, члены группы имеют опыт руководства проектами ГФ и ГФМ, финансируемые Министерством науки и высшего образования Республики Казахстан. Их обширный опыт в материаловедении, синтезе наночастиц и системах доставки лекарств гарантирует, что проект внесет существенный вклад в научные и технические возможности в области современных систем доставки лекарств. Мультидисциплинарный характер проекта создаст динамичную среду для развития навыков и обмена знаниями, повышая научно-техническую компетентность команды. Ожидается, что результаты этого исследования, такие как разработка магнитных нанокомпозитных частиц с превосходной точностью таргетирования, стабильностью и производительностью, существенно повлияют на будущее инженерии наночастиц и технологий доставки лекарств.

Жобаның мақсаты - асбест өндірісінің қалдықтарын қайта өңдеу арқылы магний тұздарын, темір мен никель концентраттарын және металлдық кремний алу технологиясын әзірлеу болып табылады. Қалдықтарды өңдеудің кешенді технологиясын зерттеу барысында 50 жылдан астам уақыт бойы өңделмей жатқан техногендік қалдықтар шикізат ретінде қарастырылады. Бұл мақсатқа қол жеткізу – асбест қалдықтарын пиро-гидрометаллургиялық әдістермен кешенді өңдеп құрамындағы магнийден бишофит, карналлит немесе эпсомит тұздарын, никель концентратын, темір концентратын, жоғары тазалықтағы кремний диоксидін және металлургиялық кремний алудың технологиясын зерттеу арқылы жүргізіледі. Зерттеу жұмысының шешуге бағытталған проблемасы. Қостанай облысында орналасқан «Жітіқара» кен орнының хризотил-асбест минералын өңдеу барысында бүгінгі күнге дейін 300 млн тоннадан асатын оксидтік қалдықтар жиналған. Осы қалдықтар құрамындағы бағалы компоненттерді селективті түрде бөліп алып, тауарлы өнімге айналдыру – еліміз үшін экономикалық және экологиялық маңызы бар зерттеу. Себебі, магний, никель, кобальт, темір, кремний сияқты үлкен сұранысқа ие металдардың миллиондаған қоры бар қалдықтар өңдеуге дайын ұсақталған күйінде жер бетінде жатыр. Көптеген есептеулерге сәйкес осындай дайын күйде, шахталық немесе карьерлік жұмыстарынсыз бірден байыту-металлургиялық процестерге жіберілетін техногендік қалдықтарды өңдеу экономикалық жағынан тиімді технология болып саналады. Аталған қалдықтарды өңдеу тек қана технологиялық емес, сонымен қатар экологиялық және әлеуметтік артықшылықтарға ие. Бүгінгі таңда асбест комбинатында қолданылып жүрген асбест кенін өңдеу технологиясы кен құрамынан 5-8% мөлшерін ғана тауарлы өнім ретінде алып, қалған 90%-дан астам мөлшерін қалдықтар қоймасына тастайды Осыған байланысты, комбинат орналасқан аймақта миллиондаған тонна қалдықтар жиналған. Бүкіләлемдік обырды зерттеу агенттігінің мәліметінше, асбест қалдығының ұсақ бөлшектері канцерогендік зат болып саналатындықтан, қалдықтарды өңдеу әлеуметтік маңызы бар іс- шара болып саналады. Біздің жобамызда қарастырылған технология осы қалдықтарды өңдеу арқылы туындап отырған экологиялық проблемаларды шешіп қана қоймай, алынатын металл-концентрат өнімдер арқылы еліміздің экспорттық потенциалын арттырады. Зерттеулер жүргізудің негізгі тәсілдері. Жоба бойынша көзделген магний тұздарын, темір мен никель концентраттарын, және металлдық кремний алу процестері қарапайым пиро-гидрометаллургиялық процестер кешенін қамтиды. Зерттеу жұмыстарының бірінші кезеңінде талдау жұмыстарына қажетті асбест қалдықтарының өкілдік сынамалары алынып, қалдық құрамындағы әртүрлі компоненттердің концентрациясы анықталады. Әрі қарай асбест қалдықтарынан темір және никель концентраттарын алу әдістерін зерттеліп, гравитациялық байыту және магниттік бөлу сияқты түрлі процестердің тиімді параметрлері анықталады. Зерттелген байыту процестерінің параметрлері анықталып, никель, кобальт, темір концентраттары алынған соң, құрамындағы никель-кобальт металдарын селективті шаймалау, ерітіндідегі металдарды сорбция – экстракциялық бөлу процестері зерттеледі. Зерттеу жұмыстары барысында қышқыл концентрациясы, температура және реакция уақыты сияқты шаймалау процесінің оңтайлы параметрлері мен ерітінді құрамындағы металдарды бөліп алу процестерінде қолданылатын сорбция – десорбция, экстракция процестері қарастырылады. Сонымен қатар, зерттеу жұмыстарында магний концентратын шаймалау, ерітінділерді гидролитикалық тазарту, ерітінді құрамынан концентраттарды кристаллизациялау, кремний құрамдас материалдарды тотықсыздандыру, байыту процестері зерттеледі. Күтілетін нәтижелер. Зерттеу жұмыстарының нәтижесінде асбест қалдықтары құрамынан магнийдің бишофит немес карналлит сияқты хлоридтік тұздарын немесе сульфаттық эпсомит тұзын өндірудің технологиясы, никель-кобальт мен темірдің селективті концентраттарын және металлдық кремний алу технологиясының толық параметрлері анықталады. Сонымен қатар зерттелетін пирометаллургиялық және гидрометаллургиялық процестердің термодинамикалық және кинетикалық параметрлері анықталып зерттеу жұмыстарының теориялық базасы қалыптастырылады. Зерттеулер нәтижелерінің ғылыми ұйымдардың және олардың ұжымының, ғалымдардың ғылыми-техникалық әлеуеті (оның ішінде – кадрлық) мен бәсекеге қабілеттілігіне әсер ету деңгейі. Жүргізілетін зерттеу жұмыстары бойынша алынатын мәліметтер магний, кобальт, никель, кремний өндірісімен айналысатын өндіріс орындарына ақпараттық база бола алатын нәтижелер бере алады. Негізгі эксперименттік жұмыстарды жүзеге асыру арқылы жоба жұмыстары барысында орындаушылардың аталған гидрометаллургиялық және пирометаллургиялық процестерді қамтитын эксперименттерді жүргізу және алынған мәндерді өңдеу бойынша кадрлық қабілеттілігі артады. Нәтижелерінің практикалық маңыздылығының, яғни олардың коммерцияландыруға немесе Қазақстан Республикасының әлеуметтік-экономикалық және ғылыми-техникалық дамуының өзекті міндеттерін шешу үшін өзге сапада қолданылуға әзірлігі. Зерттеу жұмыстары барысында Қазақстан Республикасында орналасқан техногендік қалдықтарды өңдеуге бағытталғандықтан, алынатын нәтижелердің практикалық маңыздылығы өте жоғары. Қалдық құрамындағы металдарды тауарлы өнімге айналдыру еліміздің экономикалық және ғылыми-техникалық дамуының өзекті міндеттерін шешуге үлес қосады. Сонымен қатар, зерттеу жұмыстары барысында алынған теориялық білім мен инженерлік шешімдер – ұқсас кен материалдарынан металл өнімдерін алу және технология құрастыру жұмыстарында қолданылуы мүмкін.

Республика Казахстан занимает видное место в мировом балансе минеральных ресурсов, играет ведущую роль в Евразийском регионе и имеет высокий потенциал для дальнейшего развития и усиления влияния на минерально-сырьевом рынке. В последние годы разработка и эксплуатация месторождений полезных ископаемых все чаще затрагивает глубокие залежи со сложными геологическими строениями, что требует особых условий разработки и обеспечения безопасности объектов недропользования. В этих условиях, а также при масштабах производства современных глубоких открытых горных работ, происходящие геомеханические процессы требуют тщательного изучения, постоянного мониторинга и разработки надежных методов управления ими при эксплуатации полезных ископаемых. Идея работы состоит в проведение геомеханических исследований по поддержанию устойчивости уступов и бортов карьеров, определению зон интенсивных нарушений, предотвращению техногенных опасностей и поддержанию надежности отрасли с использованием комплексных методов мониторинга и управления устойчивостью карьерных откосов. Цель Проекта: Обеспечение устойчивости карьерных откосов в сложных горно-геологических условиях на основе комплексного мониторинга и использования разработанных авторами методов и средств управления состоянием прибортовых массивов, способствующего повышению точности, достоверности и научно-практической значимости результатов наблюдений, для повышения безопасности и эффективности открытых горных работ.

Проект направлен на создание и оптимизацию систем каскадного хранения солнечной тепловой энергии с использованием веществ с изменяющейся фазой (ВИФ), адаптированных для континентальных климатических условий. Исследования включают экспериментальные работы на прототипе резервуарного теплового аккумулятора с каскадным расположением ВИФ-контейнеров и численное моделирование различных конфигураций твердотельных аккумуляторов. В рамках проекта будут разработаны алгоритмы для расчета теплового баланса и сложных процессов теплопереноса с учетом фазовых переходов. Ожидается, что полученные данные позволят определить оптимальные режимы зарядки и разрядки аккумуляторов, а также выбрать наиболее эффективные конфигурации теплообменников. В рамках проекта будет выполнена оптимизация конфигурации резервуарного теплового аккумулятора на основе теплового баланса и проведена валидация модели путем сравнения с экспериментальными данными. Планируется создание прототипа оптимальной конфигурации и исследование работы солнечных водонагревательных систем с вакуумными коллекторами, способными хранить тепло при более высоких температурах, чем плоские коллекторы. В результате проект предоставит важные практические решения для солнечного теплоснабжения, ориентированные на повышение эффективности тепловых систем в различных регионах Казахстана. Научная новизна проекта заключается в разработке алгоритмов численного моделирования для различных конфигураций твердотельного и резервуарного тепловых аккумуляторов с каскадным размещением ВИФ. Численные расчеты теплового баланса для каскадных систем с ВИФ позволят получить новые данные в области скрытого хранения тепловой энергии. Цель проекта. Целью проекта является поиск эффективных режимов зарядки и разрядки твердотельного теплового аккумулятора с каскадным расположением веществ с изменяющейся фазой (ВИФ) на основе разрабатываемой численной модели расчета. Также целью является поиск эффективных режимов зарядки и разрядки резервуарного теплового аккумулятора с каскадным расположением ВИФ на основе разрабатываемой модели теплового баланса и разработанной ранее экспериментальной установки.

Цель проекта. Основной целью является создание надежной сырьевой базы для гелиевой промышленности, способной обеспечить добычу гелия с более низкой себестоимостью по сравнению с существующими производствами. Южный Казахстан обладает значительным потенциалом по гелиеносным газам, однако данные по их запасам и структуре месторождений нуждаются в дальнейшем изучении и уточнении. Проблема, на решение которой направлено исследование. Проблема, на решение которой направлен проект, заключается в недостаточной разведанности и добыче гелия в регионе, что сдерживает развитие этой отрасли в Казахстане. Основные препятствия включают сложное геологическое строение впадин, недостаток систематических исследований и ограниченное применение современных технологий разведки. В условиях высокой концентрации гелия в природных газах региона, проблема требует более детального изучения и внедрения новых методов поиска и оценки ресурсов. Основных подходов к проведению исследований, ожидаемых результатов. Основной подход исследования включает использование комплексных геологических, геофизических и газогеохимических методов, которые позволяют более точно определить потенциал газогелиевых бассейнов. Также будут применены методы газового анализа для оценки химического состава природных газов и их насыщенности гелием. На основе полученных данных будет проведена классификация гелийсодержащих газов и дана оценка их потенциала для промышленной добычи. Степени влияния результатов исследований на научно-технический (в том числе – кадровый) потенциал и конкурентоспособность научных организаций и их коллективов, ученых. Ожидаемые результаты включают выявление перспективных участков для постановки поисково-разведочных работ на гелий, уточнение прогнозных запасов газа и гелия, а также определение участков для возможной коммерческой добычи. Эти результаты позволят Казахстану укрепить свою научно-техническую базу в области гелиевой промышленности, что станет важным шагом в повышении конкурентоспособности научных организаций и их специалистов. В результате проекта ожидается рост квалификации кадров в области геологии и газодобычи, что будет способствовать развитию научно-исследовательских центров и образовательных программ. Практической значимости результатов исследований. Практическая значимость проекта заключается в высокой готовности его результатов к коммерциализации. Выявленные ресурсы гелия могут быть использованы для организации новых промышленных производств, что будет способствовать развитию экономики страны. Применение результатов исследований в других сферах, таких как энергетика и аэрокосмическая промышленность, также может оказать значительное влияние на социально-экономическое развитие Республики Казахстан.

На ряду со множеством экологических проблем в мире, проблема загрязнения воды является одной из самых острых. Более 2 млрд людей по всему миру страдают от нехватки чистой питьевой воды. В настоящее время одной из наиболее важных экологических проблем является загрязнение воды ионами тяжелых металлов. Казахстана более 100 озер, рек и водохранилищ загрязнены токсичными тяжелыми металлами намного выше норм предельно допустимых концентраций. Токсичные тяжелые металлы, через пищевую цепь могут достигать организм человека, в последствии вызывать тяжелые хронические заболевания вплоть до летальным исхода. Решение проблемы очистки воды является первостепенной задачей как для государства и местных органов управления, так и для ученых. Несмотря существования множества, как коммерческих фильтров для очистки воды, так и разработок по разработке новых адсорбентов, исследование новых материалов, оптимизация их получения и улучшение эффективности сорбции является целью научных изысканий ученых. MXene, являясь классном новых 2D материалов являются перспективным материалом для очистки воды. В одних исследованиях авторы показали, что MXene могут адсорбировать до 5000 мг/г ионов ртути из воды. Также есть ряд исследований, где MXene показывают хорошую адсорбцию и других тяжелых металлов за счет большого количества функциональных групп на поверхности MXene. Однако никто не проводил исследований на предмет участия дефектных вакансий MXene в адсорбции ионов тяжелых металлов. Есть модельные и экспериментальные исследования влияния дефектов на связывания ионов щелочноземельных металлов. Таким образом, исследование дефектов вакансий на предмет увеличенной адсорбции ионов тяжелых металлов является новым и перспективным направлением. А получение на их основе фильтров для очистки воды, в комбинации с макропористыми криогелями позволит создать многофункциональные эффективные гибридные фильтры для очистки воды. Целью проекта является фабрикация гибридных фильтров для очистки воды от ионов тяжелых металлов и других загрязнителей. Для получения гибридных фильтров из MXene/криогель композитов будут разработаны методики получения MXene с дефектами вакансий на поверхности MXene для увеличения сорбционных мест, а также синтезированы макропористые полимеры с взаимодополняющими характеристиками.

Наименование темы проекта: «Конструкционно-теплоизоляционный бетон для 3D печати на основе отходов растительного сырья». Цель проекта: Основные направления экономического и социального развития Республики Казахстан направлены на разработку и применение сейсмостойких строительных материалов с низкой металлоемкостью, сниженной стоимостью и трудозатратами, что способствует уменьшению материалоемкости, массы зданий и повышению их теплозащитных характеристик. Важное значение придается ускорению научно-технического прогресса в строительной промышленности путем создания энергоэффективных и теплоизоляционных материалов из местного сырья. Использовать вторичные ресурсы, разработать и обосновать энергосберегающую технологию, новый состав сырьевой смеси для получения облегченного конструкционного стенового блока из остатков растениеводства и местного многокомпонентного модифицированного вяжущего с улучшенными свойствами. Проблемы, на исследование которых направлен проект: Отечественный и зарубежный опыт показывает, что эффективным решением является использование легкого бетона на органических заполнителях, что позволяет задействовать сельскохозяйственные отходы. Этот подход особенно перспективен для Казахстана, где растительные отходы, такие как рисовая шелуха, пока недостаточно используются. Органические теплоизоляционные материалы обладают рядом преимуществ перед традиционными минеральными аналогами, такими как стекловолокно: они производятся из переработанного сырья, не раздражают кожу, гипоаллергенны и демонстрируют отличные изоляционные свойства, включая шумоподавление. Кроме того, такие материалы выделяют меньше вредных веществ, что улучшает качество воздуха и снижает риски для здоровья. Основные подходы к проведению исследований: Теплоизоляционные характеристики органических материалов зависят от химического состава твердой фазы, определяющей прочность, термостойкость и химическую устойчивость. Прочность также обусловлена поровой структурой и ориентацией волокон: однородное распределение пор и их уменьшенный диаметр повышают прочность, а вертикальная ориентация заполнителя способствует повышению прочности на сжатие. Адгезионные свойства также играют важную роль для улучшения сцепления с заполнителями. Для повышения устойчивости к тепловлажностным и атмосферным воздействиям предлагается стабилизация частиц растительных заполнителей путем их модификации водостойкими составами и использованием минеральных вяжущих, устойчивых к органическим веществам. Главное преимущество этой технологии заключается в блокировке гидрофильных веществ в растительной массе, что улучшает свойства частиц и снижает влияние их размеров при использовании несепарированных мелких отходов. Это не только расширяет сырьевую базу, но и повышает стойкость материалов к воде, огню и химическим воздействиям, что способствует их долговечности. Кроме того, по сравнению с традиционными технологиями, сокращается ряд операций, таких как предварительное вымачивание, сушка и дополнительная термическая обработка. Таким образом, разработка нового атмосферостойкого строительного материала из местного сырья для малоэтажного строительства представляется экономически целесообразной для Казахстана. Энергоэффективные органические теплоизоляционные материалы снижают энергопотребление зданий и повышают их общую энергоэффективность.

Реферат (абстракт). Проект направлен на оптимизацию высокотемпературных тепловых насосов для интеграции возобновляемых источников энергии и утилизации сбросного тепла, что повысит энергетическую эффективность и снизит углеродный след промышленных и сервисных объектов, являясь актуальной задачей. Существующие тепловые насосы ограничены температурами полезного тепла 30–60 ℃, тогда как индустрия требует решений для получения тепла 60–100 ℃ и выше. В рамках проекта будут оптимизированы одноступенчатые и двухступенчатые каскадные конфигурации тепловых насосов для преобразования низкопотенциального возобновляемого тепла и утилизации сбросного тепла. Научная новизна проекта заключается в разработке численных моделей для оптимизации парокомпрессионных циклов тепловых насосов, способных достигать температур 60–100 ℃ и выше, а также в использовании многокритериальной оптимизации на основе 4E модели и алгоритма NSGA-II для нахождения оптимальных решений с учетом энергетических, эксергетических, экономических и экологических критериев. Цель проекта является разработка и оптимизация эффективной системы получения высокотемпературного (60–100 ℃) полезного тепла с использованием парокомпрессионного теплового насоса. Проект нацелен на исследование и определение оптимальных конфигураций одноступенчатого и двухступенчатого каскадного теплового насоса, предназначенного для преобразования низкопотенциального возобновляемого тепла и/или утилизации сбросного тепла. Задачи проекта: Термодинамическая оптимизация одноступенчатого и двухступенчатого каскадного теплового насоса на основе эндореверсивной термодинамической модели. Энергетический, эксергетический, экономический и экологический анализ (4E модель) и многокритериальная оптимизация одноступенчатого и двухступенчатого каскадного теплового насоса на основе 4E модели. Оптимизация управления работой одноступенчатого и двухступенчатого каскадного теплового насоса на основе времязависимой имитационной модели.

Целью проекта «Разработка нанесенных катализаторов на основе нанокластеров металлов платиновой группы для гидрогенизационных процессов» является создание высокоэффективных нанокаталитических систем на основе металлов платиновой группы, таких как платина, палладий, рутений, нанесенных на подходящие подложки, изготовленные из наноматериалов, которые будут способствовать формированию больших площадей поверхности и эффективных атомных чисел для их дальнейшего применения в процессах сопряженного гидрирования кетонов. В процессе выполнения проекта планируется также дальнейшее исследование влияния размера и структуры нанокластеров на каталитическую активность, с целью выявления оптимальных условий для их синтеза и применения, оценка устойчивости разработанных катализаторов к деградации и деактивации в условиях реакций, а также исследование методов регенерации катализаторов. Изучение фотокаталитических свойств созданных катализаторов и их способности активировать молекулы водорода с использованием света, что может привести к более устойчивым и экономичным процессам. В отличии от традиционного способа протекания процесса сопряженного гидрирования, фотокатализ предполагает использование света для активации катализаторов и проведения реакций при более мягких условиях. Фотокатализ - это процесс, в котором световая энергия (например, ультрафиолетовая или видимая) используется для возбуждения катализатора, что приводит к ускорению химической реакции. Фотокатализаторы могут активировать водородные доноры, такие как спирты или форма́т, что позволяет обойти необходимость в молекулярном водороде. Фотокатализ может обеспечивать высокую селективность в образовании целевых продуктов, минимизируя образование побочных продуктов. Преимуществами фотокаталитических методов является энергоэффективность и экологичность. Процесс сопряженного гидрирования снижает необходимость применения молекулярного водорода уменьшая риски, связанные с его хранением и транспортировкой. Кроме того, использование устойчивых водородных доноров (изопропиловый спирт) снижает общий экологический след процессов за счет безопасности и безвредности процесса, отсутствия высокого давления и низкой стоимости. Продуктами восстановления кетонов атомарным водородом являются оптически активные вторичные спирты, применяемые в фармацевтике и в медицине. В реакциях сопряженного гидрирования используются катализаторы на основе металлов платиновой группы, образуя промежуточные фармацевтические продукты, товары с надбавленной стоимостью, полезные материалы и биомолекулы. Нанокаталитические системы в отличии от классических металокомплексных катализаторов образуют большие площади поверхности и эффективные атомные числа. Успешное выполнение проекта будет способствовать не только развитию химической отрасли РК, а также внесет вклад в развитие научного кадрового молодежного потенциала республики. В рамках проекта будет защищена одна PhD докторская и одна магистерская диссертации. Результаты проекта будут опубликованы в высокорейтинговых научных журналах в области материаловедения и химической инженерии. Применение разработанных нанокаталитических систем в новых разделах химической индустрии РК будет иметь социально-экономический эффект, за счет создания новых рабочих места, формируя основу для реализации научно-технического потенциала.