Ғылым • 24 Тамыз, 2021

Пайдалы нанотехнологиялар

93 рет көрсетілді

Соңғы онжылдықта барлық дамыған елдерде нанотехнологиялық үдерістердің екпінді дамуы мен экономиканың көптеген саласында қолданылуы байқалды. Қазақстанда бірқатар ғалымның бәсекеге қабілетті нанотехнологияларды белсенді зерттеп, жасап жатқанын атап өту қуанышты.

Бұқаралық ақпарат құралдарында жарияланған және Қазақстан Респуб­ли­касының Әл-Фараби атындағы ғылым мен техника саласындағы Мем­ле­кет­тік сыйлығына ұсынылған ғы­лы­ми еңбек­тер­дің ішінде авторлары Қазақстан Рес­публикасы Ұлттық ғылым академия­сы­ның Президенті, академик, химия ғылымдарының докторы, профессор Мұрат Жұрыновтың (жетекшісі), ҰҒА кор­рес­пондент-мүшесі Б.Телтаевтың, ҰИА академигі А.Қалыбайдың, х.ғ.к. А.Әбілмағжановтың, т.ғ.к. Б.Хусаинның «Тиімділігі жоғары наноматериалдарды алудың жаңа технологияларын жасау және оларды өндіріске енгізу» ғылыми жұмысы назар аударады. Авторлардың бұл зерттеулері ғылыми қауымдастыққа Scopus және Web of Science халықаралық мәліметтер қо­рына енгізілген ғылыми журналдардан кеңінен танымал.

Зерттеулер негізінен «Д.Соколь­ский атындағы жанармай, катализ және электрохимия институты» акционерлік қоғамында академик М. Жұрыновтың басшылығымен жүргізілді. Жолдардың жо­ғары сапалы жамылғыларын алу тех­но­ло­гиясын жасау бойынша зерттеу­лердің бір бөлігі Қазақстан жол ғылыми-зерттеу институтының негізінде ҰҒА корреспондент-мүшесі Б.Телтаевпен бірге орындалды. Зерттеулер үш ба­ғыт­­­­­та жүр­гізілді: қолдану ауқы­мы ұл­­­­­ғай­­тыл­ған, оның ішінде пайда­лы әсер коэффициенті жоғары күн энер­гия­­­­сын түр­лендіргіштерді өндіруге пай­­­далану мақсатында наноөлшем­ді титан диоксидін алу техно­ло­гия­ла­ры; түтін газдарының улы қосы­лыс­тарын бей­тараптандырудың тиімді катализаторлары; жоғары сапалы жол­дарды салуға мүмкіндік беретін қол­даныстағыдан жоғары сипаттамалы жол жамылғыларын өндіру технологиялары. Бұл зерттеулер наноматериалдар алудың жаңа технологияларын жасау бойынша ортақ бір бағытта біріктірілген.

Бұл жұмыста наноөлшемді титан диоксидін синтездеудің жаңа тех­но­ло­гия­­лары, түтін газдарының улы қосы­лыс­тарын каталитикалық бейтарап­тан­­дырғыштарды жасау мен өндіру, нано­көміртекті ұнтақ пен полимерлерді қол­да­ну арқылы жол битумын алу әдіс­те­рі сипатталған.

Бірінші бөлімде титан диоксидінің жоғары дисперсиялы ұнтағын алудың электрхимиялық және химиялық әдіс­терінің нәтижелері берілген. Титан­ды өнер­кәсіптік ауыспалы токпен по­ляриза­­ция­ланғаннан кейін қышқыл электролит ерітінділерінде электролизден кейінгі химиялық өздігінен еруінің жаңа құбылысына негізделген титанды ерітудің бірегей әдісі көрсетілген.

Бұл құбылысты Ашылымдар мен өнер­табыстар авторларының халық­ара­лық қоғамдық академиясы жоғары бағалап, жаңа құбылыстың ашылғаны үшін диплом бергенін ерекше атап өткен жөн. Авторлар белгіленген параметрлері бар минералды бейорганикалық қо­сы­лыс­тармен титанды химиялық ері­ту арқылы наноөлшемді титан диок­си­­дін алу мүмкіндігін қарастырып, дәлелдеді. Титан диоксидінің алынған наноұн­тақтары күн энергиясын электр энер­гиясына түрлендіру үшін гибридтік күн элементтерінде қолдануға жарамды болып шықты.

Ғылыми жұмыс­та­­ сон­дай-ақ­
ірі қа­лалар мен өнеркәсіптік кә­сіпорын­дардың өте өзекті мәселесі – ауа бас­сейнінің автомобиль көлігі, өнер­кә­сіптік пештер және мұнай-химия өн­ді­ріс­те­рінің улы қосылыстарымен ластануымен күресуге бағытталған зерттеу­лер нәтижелері берілген.

Д.Сокольский атындағы жанармай, катализ және электрохимия институтында соңы адам өліміне соқтыратын улы қосылыстарды, атап айтқанда, өнер­­кәсіптік кәсіпорындар мен автокө­лік­­тердің түтінінен тарайтын улы газды тазартуға және бейтараптандыруға ар­нал­ған тиімді нанокатализаторлар әзір­ленді. Денсаулыққа зиянды газдарды тазарту дәрежесі 99,8 пайызға же­те­тін блоктық катализаторлар бү­гін­де респуб­ликамыздың бірқатар ірі кә­сіпо­рнында тәжірибелік-өнер­кәсіптік сынақтардан сәтті өтті. Институт жанынан өндіріс үрдісін айтарлықтай жеңілдететін, өзіндік СПК-1-20 мамандандырылған бағдар­ла­малық кешенімен өндіріс барысы автомат­тандырылған катализдік бейта­рап­тандырғыштарды өндіру цехы ұйым­дастырылды.

Қарастырылып отырған ғылыми жұ­мыста сондай-ақ жол битумдары мен асфальтбетондарының пайдалану сипаттамаларын айтарлықтай арт­­­­тыратын технологиялардың тұтас клас­­тері жасалды. Авторлар нано­по­ли­мер­битумның 19 түрін және на­но­по­лимерасфальтбетонның 26 түрін өн­ді­рудің біріктірілген тиімді технология­ла­рын даярлады. Алынған нанобитумдар мен наноасфальтбетондардың пайдалану сипаттамалары өте жо­ға­ры. Пайдалану сипаттамалары жо­ға­рыла­тыл­ған нанобитум мен нанополимербитумдарды дайындау технологиясын әзірлеу барысында битумдар мен полимербитумдарды ерекше нанодисперстік жүйелер ретінде қарастыратын концепция пайдаланылды.

Нанобитум, нанополимербитум, наноасфальтбетон және нано­по­ли­мерасфальтбетондардың сипат­тама­ларының айтарлықтай өсуі электрмаг­нит­тік теория және кванттық физика бо­йынша жүргізілген есептеулермен тү­сіндіріледі.

Жасалған технологиялардың эконо­ми­каның шынайы секторларында қол­да­ныс тапқанын ерекше атап өту керек. Мысалы, әзірленген бейтараптандыру катализаторлары 10 жылдан бері ауыр жүк көліктері мен дизель генераторларына орнатылып келеді. Қазіргі кезде Қазақстанның ірі мұнай өндіруші кәсіпорындарының мұнайды жылыту пештерінде тәжірибелік-өнеркәсіптік сынақтар жүргізілуде. Сонымен бірге жол битумдары мен асфальтбетондар алудың әзірленген технологиялары бо­­йынша жалпы ұзындығы 422 ша­қы­рым­ды құрайтын халықаралық және рес­пуб­ликалық автомобиль жол­да­рының 32 телімі салынды.

Қазіргі уақытта Қытайдың ең ірі титан зауыттарының бірі өз өндірісінде титан диоксидін алудың әзірленген технологиясын енгізу жөнінде «Д.Сокольский атындағы жанармай, катализ және электрохимия институты» АҚ-мен келіс­сөз­дер жүргізіп жат­қа­нын айрықша атап өткен жөн. Бұл жұ­мыс­тың нәтижелері теориялық және іргелі ғылымның дамуы үшін, сондай-ақ ел экономикасының салаларында практикалық қолдану үшін өте ма­ңыз­ды. Түбегейлі жаңа ғылыми ақ­па­рат алынып отыр: титан диоксидін синтездеудің, түтін газдарының улы қосы­лыстарын бейтараптандырудың ката­лиздік жүйесін, нанокөміртек және нанополимерлік битумдардың және оларды қолданып асфальтбетондар әзір­леу­дің жаңа деректері мен заңды­лық­тары ашылды.

Ұсынылып отырған зерттеулердің бірегейлігі, сұранысқа ие болуы және өзектілігі ғалымдардың әлемдік қауым­дас­тығы мойындаған төрт ғы­лыми ашылыммен және алынған өнім­дерді шы­ға­ру­ға берілген үш рұқсат құжат­та­рымен дәлелденіп отыр.

Қарастырылып отырған жұмыста ғы­лыми-зерттеулерді жүргізу барысын­да төрт ғылыми жаңалықтың ашылып, ресми түрде танылғанын ерекше атап өту керек. Олардың біріншісі – титанның қышқыл су ерітіндіде электролизден ке­йінгі химиялық еру құбылысы; екін­ші­сі – наноқұрылымды битумның пайда болу құбылысы; үшіншісі – төмен температуралы жарық пайда болған кезде асфальтбетон жамылғысының өзін өзі ұйымдастыру заңдылығы; төртіншісі – тұтқыр серпімді материалдардың шар­ша­уы­ның сатылы бұзылу заңды­лығы.

Бұл технологияларды өндіріске кеңі­нен енгізу үлкен экономикалық және экологиялық пайда береді және олар республикамызда ғылымға негізделген экономиканың ауқымын кеңейтуге ба­ғыт­талған.

Бұл жұмыс және оның авторлары Қазақстан Республикасының Әл-Фараби атындағы ғылым мен техника сала­сын­да­ғы мемлекеттік сыйлығына сөзсіз ла­йық.

 

Әбдірәсіл ЖӘРМЕНОВ,

Минералдық шикізатты кешенді қайта өңдеу жөніндегі ұлттық орталығының бас директоры, ҰҒА академигі, техника ғылымдарының докторы, профессор, екі мәрте Мемлекеттік сыйлықтың лауреаты,

Нәдір НӘДІРОВ,

Ұлттық инженерлік академияның бірінші вице-президенті, химия ғылымдарының докторы, профессор, Қазақ КСР ҒА академигі, Қазақ КСР еңбек сіңірген ғылым қайраткері, Қазақ КСР Мемлекеттік сыйлығының лауреаты

 

Соңғы жаңалықтар

Цифрландыру – өзекті мәселе

Үкімет • Бүгін, 00:49

БҰҰ-ның Жаһандық шартына қосылды

Экономика • Бүгін, 00:34

Жеті түрлі сөз

Әдебиет • Кеше

Антына адал азамат

Қазақстан • Кеше

Елорда күніне тарту

Театр • Кеше

Ұқсас жаңалықтар