ҚазҰУ ғалымдарының зерттеулері негізіндегі макромолекулалық дизайны бар полифункционалды полимерлерді дамыту – ғылым мен технологияның жаңа бағыты

Бұл зерттеу жұмысы макромолекулалық дизайн, стимулға сезімтал полимерлерді синтездеу және олардың практикалық қолданылуын зерттеуге бағытталған. Жоба химия, физика, биология, медицина және инженерия ғылымдарының тоғысқан тұсында жүзеге асырылып отыр. Зерттеу жұмысы әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінде жүргізілуде, мұнда ғалымдар полимерлік материалдардың жаңа функционалдық қасиеттерін зерттеумен айналысады.

Қазіргі ғылымда «ақылды» немесе сыртқы орта әсеріне сезімтал полимерлерді зерттеу бағыттары қарқынды дамып келеді. Мұндай материалдар температура, рН деңгейі немесе электромагниттік өріс сияқты сыртқы факторлардың өзгерісіне жауап бере алатын қасиеттерімен ерекшеленеді. Әсіресе термосезімтал полимерлер ғылыми және практикалық тұрғыдан үлкен қызығушылық тудырады. Олардың су ерітінділерінде төменгі критикалық еру температурасы байқалады, бұл макромолекулалардың дифильді құрылымымен байланысты.

Дифильді макромолекулалық құрылым бір уақытта гидрофильді және гидрофобты фрагменттердің болуымен сипатталады. Осындай құрылым полимерлердің беткі белсенділігін арттырады және олардың пено түзуші, эмульгирлеуші, флокуляциялаушы және физиологиялық белсенді заттарды еріту қабілетін күшейтеді. Бұл қасиеттер полимерлік материалдардың медицинада, фармацевтикада және мұнай өнеркәсібінде қолданылу мүмкіндігін кеңейтеді.

Зерттеу жобасының негізгі мақсаты – полифункционалды полимерлерді құрудың ғылыми негіздерін дамыту және олардың практикалық қолдану мүмкіндіктерін анықтау. Жоба аясында амфифильді макроструктурасы реттелетін полимерлерді алу әдістері зерттеледі. Мұндай материалдар жоғары тиімді пено түзуші, эмульгатор, флокулянт және мұнайға арналған депрессорлық қоспалар ретінде қолданылуы мүмкін.

Ғылыми зерттеу барысында термосезімтал полимерлердің судағы фазалық әрекеті, комплекс түзу қабілеті және стимулға жауап беру ерекшеліктері қарастырылады. Полимерлердің комплекс түзу реакциялары беттік-активті заттармен және полиакрил қышқылымен өзара әрекеттесу арқылы зерттеледі. Алынған поликомплекстердің физика-химиялық қасиеттері вискозиметрия және турбидиметрия әдістерімен талданады.

Жобада сополимеризация әдісі ерекше орын алады. Радикалды сополимеризация арқылы гидрофильді және гидрофобты мономерлердің үйлесімі зерттеледі. Бұл процесс макромолекулалардың құрылымын басқаруға мүмкіндік береді және термосезімтал қасиеттерді реттеуге жағдай жасайды. Сонымен қатар этиленвинилацетат сополимерлері негізінде депрессорлық қоспаларды модификациялау қарастырылған.

Мұнай тасымалдау саласында депрессорлық қоспалар маңызды рөл атқарады. Олар төмен температура жағдайында мұнайдың реологиялық қасиеттерін жақсартуға мүмкіндік береді. Бұл әсіресе мұнай құбырлары арқылы тасымалдау кезінде энергия шығындарын азайту үшін маңызды.

Зерттеу жұмысының ғылыми жаңалығы – жаңа термосезімтал полимерлерді алу және олардың макромолекулалық құрылымын басқару әдістерін дамыту. Бұған дейінгі зерттеулер негізінен линейлік немесе торлы полимерлерге бағытталған болса, бұл жоба макроструктуралық дифильділікті реттеуге ерекше назар аударады.

Жоба аясында халықаралық ғылыми тәжірибе де ескеріледі. Әлемдік ғылыми әдебиеттерді талдау көрсеткендей, стимулға сезімтал полимерлер медицина, биотехнология, электроника және энергетика салаларында кеңінен зерттелуде. Қазақстанда мұндай материалдарды өндіру мен зерттеу әлі де жеткілікті деңгейде дамымаған, сондықтан жоба отандық ғылым үшін маңызды болып табылады.

Зерттеу барысында бірнеше эксперименттік жұмыстар жоспарланған. Полимерлердің синтезі радикалды сополимеризация әдісімен жүзеге асырылады. Фазалық ауысулар, комплекс түзу процестері және реологиялық қасиеттер температура мен концентрацияға байланысты зерттеледі. Алынған нәтижелер арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету арқылы өңделеді.

Жобаның әлеуметтік және экономикалық маңызы зор. Жоғары тиімді полимерлік беттік белсенді заттарды алу өндірістік процестердің тиімділігін арттыруға мүмкіндік береді. Мұнай өнеркәсібінде жаңа депрессорлық қоспаларды қолдану құбырлар арқылы тасымалдау кезінде энергия шығындарын азайтуға ықпал етеді.

Бұл зерттеу әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің ғылыми әлеуетін пайдалана отырып жүзеге асырылуда. Университет ғалымдары полимерлік материалдардың қасиеттерін зерттеу және жаңа технологияларды дамыту бағытында ғылыми жұмыстар жүргізуде.

Жоба нәтижелері халықаралық ғылыми журналдарда жарияланады және ғылыми конференцияларда ұсынылады. Сонымен қатар монография, оқу құралы және аналитикалық материалдар дайындау жоспарланған.

Этикалық нормалар зерттеу жұмысының маңызды бөлігі болып табылады. Деректерді бұрмалау, плагиат және ғылыми нәтижелерді қате көрсетуге жол берілмейді. Барлық зерттеу нәтижелері халықаралық ғылыми стандарттарға сәйкес дайындалады.

Қорытындылай келе, бұл ғылыми жоба макромолекулалық дизайн негізінде жаңа полимерлік материалдарды зерттеуге бағытталған. Алынған нәтижелер полимер ғылымының дамуына, технологиялық инновациялардың енгізілуіне және мұнай өнеркәсібінің тиімділігін арттыруға ықпал етеді.