Развитие экономики требует перехода к новым технологиям частью которых является точный учет возможностей, расходов и угроз, которые возникают в процессе хозяйствования. Примерами таких технологий являются точное земледелие, точное лесоведение, точное аквапроизводство и т.п. Практически во всех случаях эти технологий базируются на методах дистанционного зондирования как спутниковых, так и в последнее время все более часто на методах низковысотного мониторинга с помощью беспилотных летательных аппаратов. Последние обеспечивают высокое разрешение, меньше зависят от облачности и имеют высокую оперативность. Во многих практических случаях методы мониторинга на базе БПЛА выполняют похожие задачи, имеют похожее оснащение. Поэтому вполне уместно говорить о разработке многоцелевого средства мониторинга, которое будет использовать платформу БПЛА и навесное оборудование и решать разнородные задачи в рамках единой программно-аппаратной среды. Техническое задание № 20 направлено на достижение нескольких целей в рамках создания подобного средства мониторинга. Часть из них связана с развитием технической составляющей использования БПЛА, часть с практическими приложениями в области мониторинга сельскохозяйственных угодий и иных пространственно-распределенных систем. Прикладные задачи включают разработку методов обработки мультиспектральных данных для анализа состояния растительности, почвы и выявления экологических угроз. Кроме экологической направленности в техническом задании ставятся задачи обнаружения несанкционированного проникновения и прогнозирования рисков для экосистем. Основой для решения прикладных задач мониторинга станут новые методы мультиспектрального анализа выявления изменений на местности. Планируется регистрировать разномасштабные / разновременные изменения спектральных характеристик подстилающей поверхности, что даст возможность решать все прикладные задачи, поставленные в техническом задании. Наземное обследование синхронное с БПЛА-мониторингом будет служить информационной основой для калибровки данных дистанционного зондирования и продуктов их кластеризации/классификации, а также обучения в рамках разработки методов распознавания людей, техники и животных для точного мониторинга контролируемой территории, а также оценки потенциальной урожайности сельскохозяйственных культур, практикуемых в тестовых хозяйствах. Наборы высоко и низко продуктивных частей с\х угодий в каждом сезоне и их динамические спектральные образы, создадут шкалу оценки данных БПЛА в прототипе системы мониторинга сельскохозяйственных угодий, позволяющей оценивать урожайность и выявлять угрозы (засуха, вредители). Для распознавания объектов, таких как люди, техника и животные будут разработаны специальные библиотеки спектральных образов на основе краткосрочных изменений подстилающей поверхности (разностные схемы). Различные атрибуты сельскохозяйственного поля, присваиваемые системой мониторинга в различные временные периоды, будут описывать его статус и соответственно определять режим доступа к нему людей, машин, животных и регистрацию несанкционированного проникновения, включая потерянный скот. Группа задач технического задания, связанная с оценками изменений ландшафта, т.е. весьма стабильных характеристик подстилающей поверхности, будет разрабатываться с учетом исторических данных о влиянии чрезвычайных ситуаций (ЧС) на тестовую территорию. Основной фактор ЧС, это весеннее половодье и ущерб от затопления. Использование долгосрочного погодного прогноза и различных компонентов состояния подстилающей среды (температурный режим воздуха, влажность почв при наступлении зимы, количество твердых осадков и пр.) будет служить основой для прогнозирования изменений ландшафта (затопление территорий) с горизонтом предсказания до 12 месяцев. Создание подобной системы будет существенным продвижением на пути унификации применения точных методов мониторинга и будет способствовать внедрению точных экономически привлекательных методов хозяйствования в разных областях. Широкое применение подобной технологии позволит снизить риски, связанные с погодными условиями, будет способствовать повышению производительности труда и улучшению качества жизни за счет применения наукоемких решений и снижения затрат. Полученные решения в рамках предлагаемого междисциплинарного проекта будут применены и в подготовке специалистов в области сбора и обработки данных.

Разработать технологий проектирования консольных и погружных насосов различного применения с разработкой проектно-конструкторской документации на основе гидравлического метода расчета ключевых геометрических и кинематических параметров рабочего колеса и насоса в целом, гидродинамических методов оптимизации формы лопастей и рабочего колеса насоса с использованием программных обеспечений, аналитических методов определения на прочность конструктивных деталей насосов, глубокого машинного обучения и 3D прототипирования. Для достижения целей программы в головной организации будет создана квалифицированная группа из ученых и инженеров (в том числе подготовленных в рамках проекта Ph докторов, магистров и бакалавров в головной организации), владеющие современными методами моделирования инженерных задач, как основа Центра компетенции по проектированию и конструированию насосного оборудования в Казахстане и Центральной Азии. Задачей Центра является с использованием высокопроизводительных вычислительных ресурсов и современных программных обеспечении разрабатывать и проектировать эффективные центробежные насосы различного применения, создавать качественные конструкторские документаций для их изготовления. Основными подходами к проведению исследований являются: - гидравлические методы расчета ключевых геометрических и кинематических параметров рабочего колеса и насоса в целом при заданных входных и выходных данных; - гидродинамические методы оптимизаций формы лопастей и рабочего колеса насоса с использованием программных обеспечений типа ANSYS CFX и COMSOL Multiphysics, высокопроизводительных вычислительных технологий CUDA, машинного обучения и 3D прототипирования; - аналитические методы: определения на прочность конструктивных деталей насосов с использованием современных программных обеспечений; разработки конструкторской документаций для изготовления насосов типа СНР 150–315/1500 и 10ЭЦНМ. В результате реализаций программы ожидается: - создание Центра компетенции по проектированию насосного оборудования в Казахстане, укомплектованного высококвалифицированной группой ученых и инженеров, оборудованного высокопроизводительной вычислительной техникой и высокоточными лицензионными программными обеспечениями; - на основе использования гидравлических методов расчетов определение основных геометрических и кинематических параметров: рабочего колеса насосов типа СНР 150–315/1500 и 10ЭЦНМ; на входе в рабочее колесо насоса и на выходе из него; направляющего аппарата ступени насосов. - разработка методики параметрических исследований влияния различных конструктивных и эксплуатационных параметров на эффективность и производительность центробежных консольных и погружных насосов типа СНР 150–315/1500 и 10ЭЦНМ и их результаты; - на основе детальных гидродинамических моделировании течений в рабочем колесе проведение оптимизационных расчетов геометрических, кинематических и динамических параметров насосов с применением программных обеспечении типа ANSYS CFX и COMSOL Multiphysics с использованием высокоточных численных методов и машинного обучения; - разработка и создание 3D моделей рабочих колес и направляющих аппаратов с использованием высокоточных численных методов, технологии быстрого прототипирования и 3D печати; - разработка методов и алгоритмов неразрушающего контроля работы насосного и арматурного оборудования и создание программного обеспечения, обеспечивающее распознавание дефектов, повреждений, деформаций, трещин и коррозий на ранних стадиях; - создание программного обеспечения по неразрушающему контролю, обеспечивающее распознавание дефектов, повреждений, деформаций, трещин и коррозий на ранних стадиях; - разработка методики расчета и конструирования деталей центробежных насосов: вал, муфта, рабочее колесо, корпус, подшипники, рама-основание, электро двигатель и др. согласно ГОСТам; - разработка не менее двух конструкторских документации на изготовление насосов типа СНР 150–315/1500 и 10ЭЦНМ согласно ГОСТам с использованием современных CAD/CAM; - подготовка не менее 1-го Ph доктора и 2-х магистров по профилю научно-технического задания. Актуальность исследований связана с обеспечением производства ранее не производимых в Казахстане новых видов насосов и повышении их конкурентоспособности. А именно, обеспечением заводов насосного оборудования, типа KARLSKRONA LC AB, качественной конструкторской документацией для изготовления новых конкурентоспособных видов насосов. Это отвечает целям социально-экономического развития в масштабах РК, сформулированные в: 1. Концепций развития обрабатывающей промышленности Республики Казахстан на 2023 – 2029 годы (Постановление Правительства Республики Казахстан от 20 декабря 2018 года № 846): пункт 4.2. Основные принципы и подходы развития; 2. Концепций развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023-2029 годы (Постановление Правительства Республики Казахстан от 28 марта 2023 года № 248.): Раздел 5. Глава 3. Параграф 4. Развитие университетской науки; 3. Стратегии достижения углеродной нейтральности Республики Казахстан до 2060 года (Указ Президента Республики Казахстан от 2 февраля 2023 года № 121): п.3.3.2.3. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы и образование. Степень влияния результатов исследований на отрасль экономики, сферу общественных отношений и отрасль науки В настоящее время руководства казахстанских насосостроительных заводов (в частности, завод KARLSKRONA LC AB) за отсутствием казахстанских разработчиков конструкторских документаций на изготовление насосов вынуждены обратиться к зарубежным конструкторским организациям, что явно отражается в цене продукций и, в конечном итоге, в конкурентоспособности компаний. Реализация планов исследований Программы, позволяя весь цикл производства насоса проводить в РК, способствует существенному повышению конкурентоспособности казахстанских компаний на внешних рынках, стимулирует компаний к инвестиционной и инновационной активности. Работа Центра компетенции по проектированию и конструированию насосного оборудования повышая технологической сложности выпускаемых казахстанскими заводами насосного оборудования способствует повышению индекса экономической сложности страны. Практическая значимость результатов исследований В результате проведенных в рамках Программы исследований исполнителями будут освоены технологии проектирования центробежных насосов типа СНР150–315/1500 и 10ЭЦНМ и последовательность разработки основных конструкторских документов по ГОСТам: графические документы (чертежи деталей, схемы и т.д.) и текстовые документы (перечень элементов, пояснительная заявка и т.д.). Соответственно, результаты исследований будут готовы для коммерциализации в качестве комплекта конструкторских документов для изготовления центробежного насоса типа СНР150–315/1500 и 10ЭЦНМ.

Загрязнение питьевой воды и почвы — это не просто проблема; это важнейшая проблема глобального здравоохранения, требующая немедленного внимания. Для решения этой проблемы требуется унифицированное, удобное в использовании и экономичное решение, которое может эффективно снизить уровень патогенных микроорганизмов, химических и радиологических загрязнений до приемлемого уровня с помощью простого процесса. Кроме того, последствия изменения климата и стихийных бедствий, таких как наводнение в северном и западном Казахстане в апреле 2024 года, требуют принятия оперативных и практических мер по предотвращению вспышек эпидемий, передающихся через воду, и воздействия опасных уровней тяжелых металлов и токсичных органических загрязнителей. Сложность проблемы загрязнения воды, охватывающей как органические, так и неорганические вещества, катионы и анионы различного происхождения и концентрации, требует комплексного решения, способного одновременно бороться с каждым типом загрязнения. Мы предлагаем мультимодальную систему, которая может быть задумана как биосовместимый нутрицевтик для уменьшения присутствия токсинов в организме человека, функционирующий в качестве энтеросорбента. Исходя из этого, основной целью проекта является разработка новых климатически нейтральных материалов, передовых технологий и техник для защиты окружающей среды и среды обитания человека от антропогенных загрязнителей и последствий изменения климата. Успешная реализация этой программы не только облегчит кризис в области здравоохранения, но и повысит устойчивость нашей экосистемы и благосостояние наших сообществ в долгосрочной перспективе. Для решения этой задачи работа будет разделена на рабочие пакеты (РП). РП1 – Разработать «зеленые» технологии получения новых эффективных сорбентов из отходов промышленности и сельского хозяйства для очистки воды и сточных вод от устойчивых и новых химических загрязнителей, представляющих риски для окружающей среды и здоровья человека. РП2 – Разработать новые сорбционно-каталитические материалы для улавливания и утилизации газовых выбросов, создающих парниковый эффект. РП3 – Исследовать синергетические эффекты комбинированного применения сорбционно-(фото)каталитических методов и передовых окислительных методов для третичной очистки водных сред и питьевой воды от устойчивых и новых химических загрязнителей, микропластиков и патогенных микроорганизмов. РП4 – Разработать методы восстановления почвы от загрязнений с использованием новых сорбционных материалов и их комбинаций с фитоочисткой. РП5 – Разработать энтеросорбенты для защиты организма людей, живущих на территориях с повышенным содержанием загрязнителей в окружающей среде и персонала, рабтающего в условиях постоянного контакта с загрязнителями. РП 6 – Разработать и усовершенствовать методы оценки жизненного цикла новых продуктов - материалов и технологий - с учетом их вклада в создание «зеленых» процессов и экономики замкнутого цикла (циркулярной экономики) РП 7 - Разработать концепцию использования очищенных промышленных водных стоков в круговой (циркулярной) экономике. Результаты исследований послужат основой для разработки методик получения биосорбентов на основе углерода и неорганических веществ, а также гибридных сорбирующих материалов. Будут разработаны и протестированы лабораторные прототипы технологий и систем водоподготовки, направленных на очистку воды от широкого спектра новых загрязняющих веществ. Кроме того, полученные сорбенты будут испытаны в качестве энтеросорбентов в сочетании с органическими связующими веществами. Будет испытано применение сорбционно-каталитического метода улавливания парниковых газов. С использованием полученных сорбентов будет проведено исследование по восстановлению почвы. Будет проведена оценка жизненного цикла новых продуктов и сформулирована концепция применения очищенных промышленных сточных вод в условиях экономики замкнутого цикла.

Наименование темы научной, научно-технической программы: Разработка технологий и организация производства инновационных строительных материалов из отходов промышленной добычи полезных ископаемых и местных глинистых сырьевых ресурсов. Цель программы: Создать и внедрить технологии инновационного производства строительных материалов из отходов недропользования и агропромышленности. Основные подходы к проведению исследований. Для изучения фазового состава, структуры и процессов кристаллизации изделий используются рентгенофазовый (РФА), дифференциально-термический (ДТА) и петрографический анализы. РФА проводится на рентгеновском дифрактометре X’Pert MPD PRO (PANalytical) для порошков, прошедших через сито 100 отв/мм. ДТА выполняется с использованием оптического эмиссионного спектрометра Optima 5100 DV и газового хроматографа Clarus 600 с масс-спектрометром Clarus 600 S. Предел прочности кирпичей при сжатии и изгибе, а также их плотность, водопоглощение и морозостойкость определяются по ГОСТ 8462 и ГОСТ 7025. Ожидаемые результаты: - будут разработаны мраморно-фактурные кирпичи из отходов мраморизованного известняка Экпендинского месторождения. Будут проведены анализ сырья, обзор технологий, оптимизация состава и параметров гиперпрессования. Будут исследованы процессы карбонизации, долговечность и прочность изделий, а также созданы цветные составы. Будет разрабатаны программное обеспечение для роботизации складирования и технологический регламент производства; - будут определены месторождения огнеупорных глин и их свойства, подобран состав керамической массы, изготовлены клинкерные образцы, исследовано влияние температуры и среды обжига на их свойства, определены функциональные характеристики изделия, разработана технология и документация (технологический регламент) для производителей керамической продукции; - будет создан завод по производству гиперпрессованных кирпичей с внедрением инновационных технологий. Будет освоены месторождения мраморизованного известняка и отходов промышленной добычи полезных ископаемых мраморизованного известняка, сертификация продукции и внедрение систем качества ISO. Будут разработаны маркетинговые инструменты и продвижение продукции. Актуальность решаемых в результате исследований задач для целей социально-экономического развития в масштабах Республики Казахстан, указанных в государственных стратегических и программных документах: Актуальность исследования обусловлена рациональным использованием отходов мраморизованного известняка Экпендинского месторождения, что соответствует принципам ресурсосбережения и приоритетам государственных программ Республики Казахстан по развитию строительной индустрии и экологически устойчивых технологий. В настоящее время производство мраморно-фактурного кирпича в Казахстане отсутствует, что создает потребность в разработке отечественной технологии и организации производства. Разработка мраморно-фактурного кирпича и керамических клинкерных изделий из местного сырья расширяет ассортимент высококачественных материалов, снижает зависимость от импорта и повышает их конкурентоспособность. Создание совместного предприятия откроет новые возможности для инвестиций, развития бизнеса и создания рабочих мест. Степень влияния результатов исследований на соответствующую отрасль экономики, сферу общественных отношений и (или) отрасль науки. Разработка мраморно-фактурного кирпича из отходов промышленной добычи позволит снизить затраты на сырьё, уменьшить экологическую нагрузку и повысить конкурентоспособность строительных материалов. Внедрение новых технологий приведёт к оптимизации гиперпрессования, автоматизации и роботизации производства, что повысит его эффективность. Результаты исследований укрепят строительную индустрию за счёт использования местного сырья, снижения импортозависимости и внедрения передовых методов переработки. Это положительно повлияет на локальную экономику и повысит конкурентоспособность отечественных производителей. В научной сфере проект внесёт вклад в материаловедение, развивая междисциплинарные исследования и инновационные методы обработки сырья. С экологической точки зрения переработка отходов снизит нагрузку на окружающую среду, поддерживая устойчивость строительного сектора и развитие экологически ориентированных технологий. Практическая значимость результатов исследований то есть степень их готовности для коммерциализации или применения в ином качестве для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Результаты исследований обладают высокой степенью готовности к коммерциализации и могут быть непосредственно внедрены в строительную отрасль Республики Казахстан. Разработка и производство мраморно-фактурного кирпича из отходов добычи полезных ископаемых обеспечит снижение себестоимости строительных материалов, повысит их качество и конкурентоспособность, а также сократит экологические риски за счёт утилизации отходов. Внедрение технологий гиперпрессования, автоматизации и роботизации производства повысит эффективность отрасли и создаст новые рабочие места. Разработка технологии производства керамических клинкерных изделий позволит использовать местное сырьё, обеспечив снижение импортозависимости и рациональное использование природных ресурсов. Исследования сырьевой базы, оптимизация состава и совершенствование технологических процессов (обжиг, контроль качества) обеспечат выпуск высокопрочных и долговечных материалов, соответствующих международным стандартам. Коммерциализация разработок поддержит социально-экономическое и научно-техническое развитие страны, укрепит позиции Казахстана на рынке строительных материалов и будет способствовать экологически устойчивому развитию.

Цель программы заключается в проведении исследования по оценке уровня и степени цифровизации в казахстанской промышленности (в машиностроении, химической промышленности и логистике), выявить причины отставания в адаптации к цифровым технологиям и разработать стратегические рекомендации для улучшения процессов цифровизации. Одним из центральных акцентов программы является развитие человеческого капитала. В современных условиях успех цифровизации невозможен без квалифицированных кадров, способных эффективно работать с новыми технологиями. В условиях Казахстана, где цифровизация только набирает обороты, опережающее развитие компетенций работников играет ключевую роль в обеспечении успешной цифровой трансформации. В программе предусмотрены многоуровневые инициативы, направленные на обеспечение того, чтобы работники на всех уровнях производства могли эффективно использовать новые системы и технологии. Программа фокусируется не только на технологическом прогрессе, но и на развитии человеческого капитала, что является ключевым фактором успеха в условиях быстро меняющейся цифровой экономики. Значимость программы выражается в ее способности укрепить конкурентоспособность казахстанских предприятий на глобальной арене. В условиях мирового рынка, где цифровизация становится основным фактором конкурентоспособности, предприятия, готовые к цифровой трансформации, имеют явное преимущество. На основе анализа зарубежного перводового опыта в области цифровизации и кадрового обеспечения, оценки современного уровня цифровых компетенции человеческого капитала в производственных компаниях РК будет разработана Модель цифровой зрелости человеческого капитала. Модель позволит компаниям проводить оценку уровня цифровой зрелости сотрудников для выработки стратегических решений по развитию человеческого капитала. В рамках реализации программы будет создана кластерная платформы для обеспечения тесного взаимодействия между научно-образовательными учреждениями и производственными компаниями. Коллаборация будет способствовать разработке научно-методических рекомендации, по развитию компетенции управленческого и операционного персонала, проведению мониторинга развития цифровых комптенции и прогнозированию будущих потребностей в кадрах с цифровыми компетенциями для ускорения процесса цифровой трансформации промышленности в стране. Реализация программы позволит решить задачи, отраженные в государственных программах: Стратегия развития Казахстана до 2050 года, Национальный план развития Республики Казахстан до 2025 года, Концепция развития малого и среднего предпринимательства до 2030 года, Концепция развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023 – 2029 годы, Концепция цифровой трансформации, развития отрасли информационно-коммуникационных технологий и кибербезопасности на 2023 - 2029 годы, Концепция развития высшего образования и науки в Республике Казахстан на 2023 – 2029 годы.

Устойчивое развитие, охватывающее экономические и экологические аспекты, является двигателем современного общества, в котором безопасное и эффективное проектирование материалов становится необходимым условием для внедрения новых технологий. В данной работе представлена новая концепция разработки композиционных материалов на основе электрохимически восстановленного оксида графена (E-RGO) для широкого спектра применений. E-RGO полезен не только как самостоятельный материал для каталитических процессов, но и как эффективный наполнитель для различных полимерных структур, а также для покрытий и электрохимических устройств хранения энергии. Этот проект направлен на получение многослойного восстановленного оксида графена с использованием электрохимического метода, что облегчает его функционализацию и модификацию, значительно улучшая эксплуатационные характеристики материала. Основным преимуществом E-RGO является экологически чистый синтез без использования опасных восстановителей, таких как гидразин. Это упрощает дальнейшую функционализацию поверхности оксигенированными группами (эпоксиды, -OH, -COOH) с помощью электрохимических методов. Дополнительной целью является совместное осаждение E-RGO с никелем и никель-цинковыми сплавами для создания компактных покрытий, которые могут использоваться для защиты от коррозии различных металлических конструкций. Совместное электрохимическое осаждение E-RGO и никеля или никель-цинка будет сопровождаться использованием Mxene для улучшения электронной проводимости и структурной целостности, что делает данный подход полезным для повышения производительности. E-RGO будет также использоваться в качестве наполнителя для полимерных структур с целью создания более компактных эпоксидных материалов, ориентированных на улучшение физических и химических свойств, таких как растяжение, изгиб, сжатие, модуль упругости и ударная прочность. Эти свойства будут иметь решающее значение для оптимизации теплостойкости, теплопроводности и термостабильности покрытий, обеспечивающих огнезащитные функции. Эпоксидные композиты с электрохимически восстановленным RGO будут исследованы на другие физико-механические свойства, такие как горючесть и твердость, а также на их огнезащитные характеристики. Контролируемый синтез графена и его производных будет проводиться с целью фундаментального понимания механизмов формирования наноструктурированных углеродных материалов, процессов электрохимического осаждения при различных условиях, а также для соединения полимеров и композитов E-RGO в дисперсной фазе с целью достижения оптимальных свойств покрытий и огнестойкости. Другим важным аспектом является использование проводящих полимеров и Mxene для улучшения электрохимических свойств композитов, которые могут быть использованы в накопителях энергии, таких как литий-ионные и литий-серные батареи. Полимерные композиты будут служить носителями для сульфура, и будет исследовано их влияние на этот элемент. Образование и перемещение полисульфидов представляет собой серьезную проблему при промышленном создании литий-серных батарей. Наш подход к инкапсуляции серы в полимерную матрицу, поддерживаемую E-RGO и обладающую улучшенными электронными свойствами, позволит продемонстрировать эффективность полученных композитных материалов в контексте хранения энергии. Будут протестированы такие характеристики батарей, как время разряда и срок службы. Эти новые материалы будут исследованы с использованием рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (XPS), спектроскопии комбинационного рассеяния света, испытаний на термическую стабильность, рентгеновской дифракции (XRD), сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии (SEM, TEM), элементного анализа и электрохимических методов (циклическая вольтамперометрия, гальваностатический заряд/разряд, электрохимическая импедансная спектроскопия). В целом, экологически безопасное и недорогое производство E-RGO и его нанокомпозитов с металлами и полимерами представляет собой стратегическое преимущество по сравнению с современными материалами для покрытия, защиты от коррозии и электрохимических технологий. Это имеет большое значение для социально-экономического и научно-технического развития Республики Казахстан. Результаты исследований, полученные в рамках данного проекта, будут опубликованы в шести рецензируемых журналах (Q1-Q2) с процентилем выше 50.

Загрязнение питьевой воды и почвы — это не просто проблема; это важнейшая проблема глобального здравоохранения, требующая немедленного внимания. Для решения этой проблемы требуется унифицированное, удобное в использовании и экономичное решение, которое может эффективно снизить уровень патогенных микроорганизмов, химических и радиологических загрязнений до приемлемого уровня с помощью простого процесса. Кроме того, последствия изменения климата и стихийных бедствий, таких как наводнение в северном и западном Казахстане в апреле 2024 года, требуют принятия оперативных и практических мер по предотвращению вспышек эпидемий, передающихся через воду, и воздействия опасных уровней тяжелых металлов и токсичных органических загрязнителей. Сложность проблемы загрязнения воды, охватывающей как органические, так и неорганические вещества, катионы и анионы различного происхождения и концентрации, требует комплексного решения, способного одновременно бороться с каждым типом загрязнения. Мы предлагаем мультимодальную систему, которая может быть задумана как биосовместимый нутрицевтик для уменьшения присутствия токсинов в организме человека, функционирующий в качестве энтеросорбента. Исходя из этого, основной целью проекта является разработка новых климатически нейтральных материалов, передовых технологий и техник для защиты окружающей среды и среды обитания человека от антропогенных загрязнителей и последствий изменения климата. Успешная реализация этой программы не только облегчит кризис в области здравоохранения, но и повысит устойчивость нашей экосистемы и благосостояние наших сообществ в долгосрочной перспективе. Для решения этой задачи работа будет разделена на рабочие пакеты (РП). РП1 – Разработать «зеленые» технологии получения новых эффективных сорбентов из отходов промышленности и сельского хозяйства для очистки воды и сточных вод от устойчивых и новых химических загрязнителей, представляющих риски для окружающей среды и здоровья человека. РП2 – Разработать новые сорбционно-каталитические материалы для улавливания и утилизации газовых выбросов, создающих парниковый эффект. РП3 – Исследовать синергетические эффекты комбинированного применения сорбционно-(фото)каталитических методов и передовых окислительных методов для третичной очистки водных сред и питьевой воды от устойчивых и новых химических загрязнителей, микропластиков и патогенных микроорганизмов. РП4 – Разработать методы восстановления почвы от загрязнений с использованием новых сорбционных материалов и их комбинаций с фитоочисткой. РП5 – Разработать энтеросорбенты для защиты организма людей, живущих на территориях с повышенным содержанием загрязнителей в окружающей среде и персонала, рабтающего в условиях постоянного контакта с загрязнителями. РП 6 – Разработать и усовершенствовать методы оценки жизненного цикла новых продуктов - материалов и технологий - с учетом их вклада в создание «зеленых» процессов и экономики замкнутого цикла (циркулярной экономики) РП 7 - Разработать концепцию использования очищенных промышленных водных стоков в круговой (циркулярной) экономике. Результаты исследований послужат основой для разработки методик получения биосорбентов на основе углерода и неорганических веществ, а также гибридных сорбирующих материалов. Будут разработаны и протестированы лабораторные прототипы технологий и систем водоподготовки, направленных на очистку воды от широкого спектра новых загрязняющих веществ. Кроме того, полученные сорбенты будут испытаны в качестве энтеросорбентов в сочетании с органическими связующими веществами. Будет испытано применение сорбционно-каталитического метода улавливания парниковых газов. С использованием полученных сорбентов будет проведено исследование по восстановлению почвы. Будет проведена оценка жизненного цикла новых продуктов и сформулирована концепция применения очищенных промышленных сточных вод в условиях экономики замкнутого цикла.

1. Аннотация Цель Программы: создание биотехнологического R&D центра, направленного на разработку и коммерциализацию биотехнологических продуктов, включающего собственные лаборатории для обеспечения продовольственной безопасности продукции аграрного сектора. Актуальность. Активное использование ХCЗР и минеральных удобрений в сельском хозяйстве способствует нарастанию загрязненных сельскохозяйственных территорий и продуктов, которая ставит под угрозу продовольственную безопасность и охраны окружающей среды. Тем не менее, из года в год в Казахстане растет субсидирование пестицидов для химической обработки сельскохозяйственных земель из местного и республиканского бюджетов, так как имеется тесная зависимость между динамикой объемов применения пестицидов и уровнем урожайности сельскохозяйственных культур. При этом львиная доля приходится на синтетические химические средства защиты растений. В противовес ХСЗР выступают различные виды биопестицидов, биофунгицидов и биоинсектицидов, которые избирательно действуют на сельскохозяйственные культуры и является безопасным для человека и природной среде. К ним можно отнести живых культур, специально отобранных полезных микроорганизмов с выраженным фитопротекторным и стимулирующим действием, которая обеспечивает эффективную профилактику и защиту растений от болезней, повышают продуктивность, улучшают качество и структуру урожая. Другим немаловажным фактором уменьшения ХСЗР может выступить стимулирование производства удобрений для органического земледелия с использованием гуминовых веществ, способствующих повышение их стрессоустойчивости и урожайности и обеспечивающие фитосанитарную безопасность в широком диапазоне внешних условий, а также использование возобновляемых источников энергии, в т.ч.биогумуса, полученного при производстве биогаза из осадка сточных вод и отходов животноводства. Что касается животноводства, около 40% мирового валового внутреннего продукта (ВВП) сельского хозяйства обеспечивает животноводство. Под влиянием роста численности населения, доходов и урбанизации спрос на продукцию животноводства постоянно растет. В промышленном животноводство широко применяются антимикробные препараты. Ими лечат больных животных и птиц, стимулируют их рост, сокращая сроки откорма и снижая затраты на корма, также антибиотиками пользуются для профилактики заболеваний или метафилактики. Однако, бесконтрольное применение антибиотиков в животноводстве приводит к развитию устойчивости к ним у бактерий и грибов, которые присутствуют на фермах и представляют опасность для человека. Повысить продуктивность животных можно не только с помощью классических стимуляторов роста, но и за счет использования современных кормовых добавок: ферментных препаратов, пробиотиков, пребиотиков, синбиотиков и др. Ожидаемые результаты: В рамках задач данного проекта будут разработаны 5 продуктов для увеличения урожайности культур, в т.ч. для масличных культур, обеспечивающие фитосанитарную безопасность в широком диапазоне внешних условий; технологии для биоремедиации почвы и восстановления их плодородия, эффективно работающих при очистке загрязненных территорий сельскохозяйственного назначения; ожидается повышение продуктивности животных и урожайности культур, за счет применения инновационных продуктов и технологий. Программа направлена на решение стратегически важной государственной задачи — повышение эффективности и устойчивости сельского хозяйства в Республике Казахстан. В Послании Главы Государства от 16 марта 2022 года «Новый Казахстан: путь обновления и модернизации» под пунктом 1 указана проблема обеспечения продовольственной безопасности страны, где основную роль играет сельскохозяйственная отрасль. В рамках этой задачи Президент РК Касым-Жомарт Токаев в своем Послании от 1 сентября 2023 года заявил о стратегической цели Казахстана – стать одним из ведущих сельскохозяйственных центров Евразийского континента, т.е. региональным продовольственным хабом. Главным приоритетом Президент обозначил обеспечение населения доступным и качественным продовольствием. Также задачи программы соответствуют государственным стратегиям и программам, таким как "Цифровой Казахстан" и Национальная аграрная научно-образовательная стратегия. Программа включает создание образовательной онлайн-платформы и платформы Теле-Ветеринарии, что способствует развитию квалифицированных кадров и внедрению инновационных технологий в аграрный сектор. Степень влияния результатов исследований на соответствующую отрасль экономики Создание биотехнологического R&D центра с аккредитованными лабораториями для проверки на токсины, аллергены и другие вредные вещества в продукции аграрного сектора, гарантирует предоставление высококачественных и безопасных продуктов для потребления. Благодаря использованию разработанных биотехнологических продуктов увеличится эффективность сельскохозяйственных предприятий. Ожидается повышение продуктивности животных и урожайности культур, сопровождаемое снижением себестоимости производства. Это позволит не только обеспечить высокое качество и безопасность продуктов, но и значительно повысить конкурентоспособность сельскохозяйственных предприятий, что имеет важное значение для обеспечения продовольственной безопасности. Запуск онлайн-платформы для обучения и консультирования в регионах содействует развитию сельских территорий. Это, в свою очередь, снизит поток населения из деревень в города, поддерживая устойчивое развитие сельских регионов и укрепляя их экономики. Локальное производство и коммерциализация биотехнологических продуктов способствует импортозамещению в отрасли и повышению сырьевой независимости страны. Биотехнологический R&D центр будет привлекать квалифицированных специалистов и ученых в области биотехнологий. Развитие научных исследований в области биотехнологии не только расширяет фундаментальные знания, но и создает новые возможности для инноваций и развития в различных сферах экономики. Новые производства и создание рабочих мест: Разработка новых биотехнологических продуктов, поддерживаемая работой R&D центра, стимулирует создание новых проектов и Степень готовности для коммерциализации или для решения актуальных задач социально-экономического и научно-технического развития РК Из-за того, что получение биопрепаратов не требует дорогих оборудований, реактивов и технологических цепочек, не привязанности к импортируемому сырью Программа является легко коммерциализуемым. В рамках программы запланировано коммерциализация разработанных продуктов на общую сумму не менее 5% от общей суммы гранта к моменту завершения отчетного периода. Основные результаты исследования будут востребованы при создании подобных биопрепаратов в агрохимической отрасли.