Проведено исследование руды редких и редкоземельных металлов месторождения Кундыбай (Костанайская обл. Республика Казахстан). Выполнены укрупненные испытания разработанной технологии на переделах рудоподготовки, выщелачивания, получения АКК, металлургического глинозема и концентрата суммы РЗМ. Были определены оптимальная степень измельчения и гранулометрический состав стадии рудоподготовки как основа высокой степени извлечения редких и редкоземельных металлов при освоении месторождения. Эффективность предложенной схемы определяется комплексностью и безотходностью при высокой степени извлечения ценных компонентов в товарную продукцию.*

Изготовление микропористых структур в аноде тонкопленочного твердооксидного топливного элемента (ТОТЭ) с использованием регулируемого процесса травления привело к увеличению физико-химических характеристик. Катодная пленка интегрирована с наноструктурным анод/электролит системой методом импульсного лазерного осаждения, а также после осаждение слоя LSCO проводилась термическая обработка, в результате у катодного слоя появились микротрещины, эти микротрещины позволять кислороду достичь слоя электролита во время работы топливного элемента. Конечным результатом этого этапа является увеличение плотности мощности ТОТЭ при низких температурах и укрепление тонких слоев электролита в системе Ni/YSZ. Использование такой технологии позволило решить полностью проблему достаточно длительной и энергозатратной процедуры высокотемпературного синтеза, ведущего, из-за разницы коэффициентов термического расширения (КТР), к растрескиванию керамической структуры ТОТЭ. Результаты будут применены в изготовлении батарей твердооксидных топливных элементов, которые являются основной частью автономных энергоустановок и предназначены для выработки электроэнергии за счет электрохимической реакции углеводородов с кислородом. В топливных элементах энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, исключая стадию горения, поэтому КПД может принимать более высокие значения, достигая 60-80 %.*

Высокоэффективные солнечные элементы на основе гетероструктуры "кристаллический кремний - аморфный кремний" создаются методом PECVD считающимся наиболее высокопроизводительным и легко воспроизводимым способом на больших площадях подложек. Коммерческая и экологическая потребность в возобновляемой энергетике с каждым годом возрастает, что подстегивает к поиску и разработке наиболее эффективных способов добычи энергии возобновляемыми источниками. Разработка технологической линии по созданию высокоэффективных солнечных элементов предусматривают подготовку и обучение своих специалистов в данной отрасли энергетики. Изготовлены образцы гетероструктуры "кристаллический кремний - аморфный кремний" и проведены измерения их операционных характеристик. Для неоптимизированной гетеропереходной структуры "кристаллический кремний - аморфный кремний" достигнуто значение квантовой эффективности свыше 18 %. Для оптимизированных солнечных элементов на основе гетероперехода "кристаллический кремний - аморфный кремний" получено значение КПД свыше 19 %, благодаря высокому значению напряжения холостого хода (порядка 720-730 мВ), плотности тока короткого замыкания (порядка 33,5 мА/см) и коэффициента заполнения (порядка 76-78 %). Активность солнечного излучения и номинальная мощность самой батареи напрямую влияет на ее эффективность и производительность. Соответственно большая мощность батареи вырабатывает больше электрической энергии. Именно этот факт обусловливает необходимость разработки солнечных элементов и модулей повышенной эффективности.*

Количество многозарядных фрагментов ядра снаряда N[f] во взаимодействиях резко асимметричных ядер существенно зависит от периферичности взаимодействия. На основе численного решения нелинейного уравнения эволюции с линейным рождением и квадратичным слиянием КХД-партонов показано, что в нелинейном кварк-глюонном каскаде адронных и ядерных процессов присутствует непертурбативная хаотическая динамика. Развиваемая аттракторная модель адронизации множественных процессов объясняет перемежаемость в быстротных распределениях вторичных адронов. На основе детального анализа основных типов событий с различным поведением показателя Херста, характеризующего силу и длину многочастичных корреляций в псевдобыстротных распределениях вторичных частиц, обнаружено существенное отличие средних псевдобыстротных распределений в зависимости от типа взаимодействия. В событиях каскадно-испарительного типа значения имеют гауссоподобное распределение. В события взрывного типа распределения представляют собой ясную двухпиковую картину, характеризующую взаимодействия с легкими и тяжелыми ядрами фотоэмульсии. При этом, наиболее значительные многочастичные корреляции наблюдаются в событиях смешанного типа, соответствуюших взаимодействиям существенно асимметричных ядер: тяжелых ядер золота с ядрами CNO группы, которые имеют большие значения . На основе сравнительного анализа поведения множественных и фрагментационных процессов получено, что вероятность реализации событий во взаимодействиях как с легкими, так и с тяжелыми ядрами значительно уменьшается в зависимости от числа образованных в них многозарядных фрагментов.*

Проведено моделирование пространственного распределения ливня на различных этапах каскадного процесса с целью оптимизации площади регистрации тонкого калориметра и минимизации краевых эффектов. Показано, что при размерах калориметра 50х50 см ошибка определения размера каскада из-за широкого пространственного распределения составляет менее 1 %. Получена оценка флуктуаций параметров первого взаимодействия с целью выбора оптимальной толщины слоев тонкого калориметра и минимизации ошибок, влияющих на результаты измерений параметров первичной частицы. Анализ параметров первого взаимодействия индивидуальных ливней показал наличие значительных флуктуаций в первом взаимодействии, поэтому выбор слишком тонкого первичного поглотителя может привести к выбраковке существенного количества медленно развивающихся ливней. Выбор слишком толстого первичного поглотителя может привести к выбраковке существенного количества быстро развивающихся ливней. Наиболее оптимальным является свинцовый поглотитель толщиной 1 см, что примерно соответствует двум радиационным единицам. Проведено моделирование блока измерения энергии для оптимизации параметров установки (для максимально возможного увеличения отношения площади регистрации и уменьшения относительного веса и объема детектирующих блоков). Гетерогенный калориметр является более экономичным, но имеет существенные переходные эффекты, связанные с различием критической энергии в поглотителе и в детекторе. Гомогенный калориметр, в котором поглотитель является одновременно и детектором должен иметь довольно большую толщину для развития каскада. Наиболее оптимальный вариант представляет собой смешанный калориметр, в котором имеется мишенный блок, приводящий к быстрому развитию каскада, и гомогенный измерительный блок. Разработан компьютерный прототип установки на основе тонкого калориметра для измерения высоко ионизирующего космического излучения. Прототип калориметра включает два основных блока: мишенный блок и блок измерения энергии. В качестве мишенного блока используется свинец. Этот материал имеет высокое значение критической энергии и низкое значение радиационной единицы. Это приводит к быстрому развитию каскадного процесса. Оптимальная толщина мишенного блока 1 см. Для блока измерения энергии используется кремний. Толщина блока измерения энергии составляет 19 см, что примерно соответствует двум радиационным единицам. Для предложенного прототипа рассчитаны средние каскадные и корреляционные кривые. На основе расчетов энергии тестовых каскадов показано, что при использовании разработанной в ходе проекта методики корреляционных кривых, такой толщины блока измерения энергии достаточно, чтобы определить первичную энергию с ошибкой менее 10 процентов.*

Исследованы процессы, происходящие в реальной атмосфере, в том числе при переносе и диффузии загрязняющих веществ, а также техногенные загрязнения и выбросы, оказывающие отрицательное воздействие на компоненты природной среды и естественные климатические процессы. Выявлено математическое моделирование переноса и рассеивания вредных веществ в пограничном и приземном слое атмосферы. Разработаны модели распространения вредных веществ при переменном профиле скорости, переносе и диффузии примесей, квазистационарная модель распространения вредных веществ в нижнем слое атмосферы. Разработана математическая модель для прогноза экономического ущерба от атмосферного загрязнения и расчет предотвращенного ущерба, выявлены картографирование и ранжирование районов технополиса. Готовые к практическому применению математические модели загрязнения атмосферы, адаптированы к реальным условиям. Внедрение результатов исследования даст снижение затрат на ожидаемый эколого-экономический эффект, а также достигается социально-экологический эффект.*

Исследованы клетки костного мозга и синаптонемный комплекс сперматоцитов лабораторных мышей. В качестве исследуемых на генотоксичность и токсичность веществ были использованы фипронил, несимметричный диметилгидразин (1,1-ДМГ, НДМГ) и нитрозодиметиламин (НДМА). Установлено, что фипронил, НДМГ и НДМА при всех использованных дозах и сроках воздействия оказывали выраженный генотоксический эффект. Степень генотоксичности зависела от дозы и продолжительности воздействия. Выявлена органоспецифичность генотоксического действия изученных ксенобиотиков. Наиболее чувствительными к действию фипронила оказались селезенка и печень, а к генотоксическому действию НДМГ и НДМА - почки. Показано, что использованные в работе ксенобиотики проявляют генотоксическую активность и в половых клетках экспериментальных животных. Установлен повышенный уровень хромосомных аберраций в клектах костного мозга суслика желтого и краснохвостой песчанки с загрязненных фипронилом биотопов Южно-Казахстанской области и у суслика малого, отловленного в Улытауском районе Карагандинской области, подверженной ракетно-космической деятельности. У всех животных выявлены разрывы ДНК в клетках различных висцеральных органов. Полученные результаты свидетельствует о наличии в среде обитания экологически опасных факторов, обладающих мутагенной активностью.*

Исследованы моно- и смешанные культуры цианобактерий, вторичные метаболиты микроводорослей, растительные и животные тест-объекты. Были введены в культуру 12 видов микроводорослей, определены оптимальные условия их культивирования. Выявлены сочетания видов, обладающих симбиотическими и антагонистическими взаимовлияниями. Установлено, что фракции водорослевых метаболитов в зависимости от используемой концентрации обладают двояким эффектом действия (стимуляция и ингибирование). Экзометаболиты, продуцируемые дикультурой микроводорослей А.flos-aquae х A.Аrnoldii и обладающие биологической активностью (БАВ), в использованной концентрации и дозе на растительных и животных тест-объектах не оказали токсического и мутагенного действия. При совместном воздействии БАВ и несимметричного диметилгидразина (НДМГ) наблюдалась существенная модификация мутагенного эффекта ксенобиотика в сторону его снижения, что свидетельствует о наличии антимутагенной активности у изучаемого БАВ. Кроме того, БАВ ингибировал перекисное окисление липидов в печени НДМГ-интоксицированных мышей, достоверно снизив содержание гидроперекиси липидов и малонового диальдегида. Предполагается, что выделенные фракции вторичных метаболитов микроводорослей могут быть перспективными источниками биологически активных соединений, обладающих протекторными свойствами к антропогенным токсическим и мутагенным факторам в окружающей среде.*

Исследованы хроноструктуры биологически активных точек у практически здоровых людей и у пациентов с десинхронозными нарушениями, а также разработка способов компенсации нарушенных функций. Впервые установлены особенности суточной динамики статических электрических потенциалов (СЭП) биоактивных точек кожи у людей в норме и при ангине. Показано, что стресс (ангина) приводит к изменению значений хроноструктурных параметров биоритмов биоактивных точек кожи. Изучена циркадианная динамика светорассеивающей способности (СРС) биоактивных точек кожи человека в норме и при стрессе (язвенная болезнь 12-ти перстной кишки и холецистит). Выявлены особенности суточной динамики и хроноструктурных параметров ритмов в норме и при стрессе. При стрессе обнаружен эффект десинхроноза хроноструктурных параметров биоактивных точек кожи человека.*

Рассмотрены биохимические и гематологические изменения крови при приеме сорбента. Осмотическую резистентность эритроцитов (ОРЭ) определяли, инкубируя в течение 20 мин при 37{о}С, в гипотонических растворах хлористого натрия (0,35-0,5 г/100 мл). Эритроциты осаждали центрифугированием и в супернатанте измеряли концентрацию гемоглобина. Оптическую плотность супернатанта измеряли при длине волны 540 нм. Уровень гемолиза клеток рассчитывали в процентах по отношению к 100 %-ному гемолизу, вызванному раствором Na[2]CO[3] в концентрации 0,1 г/100 мл. Проницаемость эритроцитарных мембран (ПЭМ) для анионов определяли по методу В.Н. Колмакова. Оптическую плотность регистрировали при длине волны 540 нм. Степень гемолиза выражали в % оптической плотности каждой пробы по отношению к оптической плотности эталона 100 % гемолиза эритроцитов. Гематологические показатели определяли на анализаторе Sysmex КХ-21. Биохимические показатели определяли на анализаторе Biochem SA, HTI, США. Результаты статистически обрабатывали с использованием программы Microsoft Excel и GraphPad Prism 5,01. Установлены особенностей биохимической картины крови у крыс после приема наноэнтеросорбента "Инго-2". Определены гематологические показатели крови у интактных групп животных. Выявлены особенности гематологических показателей крови у опытных групп животных.*