Научный журнал «Доклады НАН РК»

INFLUENCE OF AC FREQUENCY AND DENSITY ON THE ELECTROCHEMICAL BEHAVIOR OF BISMUTH ELECTRODE IN AN ACID MEDIUM

Багдат Абжалов — 2024-06-15

Существует значительная литература по использованию различных форм нестационарного тока для электрохимической обработки цветных и черных металлов. Такой интерес обусловлен тем, что переменный ток влияет на состояние приэлектродного пространства (выравнивание pH, снятие диффузионного ограничения, изменение состава разряжающихся частиц и т.д.). Это вызывает нестационарность значения потенциала и изменение условий электроокисления и электровосстановления. Его можно выгодно использовать для получения желаемого продукта с необходимыми свойствами. В настоящей работе было исследовано электрохимического поведения висмута в водных растворах под действием переменного тока в кислой среде. Используемая методика заключалась в электрохимическом растворении висмута в водном растворе соляной кислоты под действием синусоидального переменного тока. Результаты и последующее обсуждение были сосредоточены на влиянии частоты и плотности переменного тока на выход по току растворения висмутового электрода. Показано, что увеличение частоты тока на висмутовом электроде приводит к снижению эффективного выхода по току растворения висмутового электрода с 37,1% до 26,8%. Установлено, что висмутовый электрод растворяется с образованием ионов Bi (III). В результате проведенных исследований установлено, что с увеличением частоты и плотности переменного тока выход по току снижается. С помощью математической обработки обработаны результаты проведенных экспериментов. Эти данные были использованы для вывода уравнений регрессии, описывающих зависимость эффективного выхода по току от параметров электролиза.

ТІКЕЛЕЙ АЙДАУДАН АЛЫНҒАН БЕНЗИННІҢ ОКТАН САНЫН АРТТЫРАТЫН ОКСИГЕНАТТАРДЫҢ ТИІМДІЛІГІ

Даурен Кулбатыров — 2024-06-15

Аннотация. Активные воздействия человека на природу, в частности использование ископаемого топлива, привели к существенным антропогенным выбросам вредных газов с парниковым эффектом. Возрастание спроса на нефтегазовые продукты и их использование вызывает различные серьезные экологические проблемы в мире. Основную часть химического загрязнения окружающей среды составляют выхлопные газы двигателей внутреннего сгорания. Мировая тенденция в улучшении экологических и эксплуатационных свойств автомобильных бензинов является использование многофункциональных присадок, в основном оксигенатов – кислородсодержащих веществ (спиртов, кетонов, эфиров и др.). В то же время, почти не изучены антидетонационные свойства третичных ацетиленовых спиртов. Интересным фактом является то, что третичный ацетиленовый спирт, как все известные антидетонаторы в составе своей молекулы третичные алкильные радикалы, гидроксильные радикалы и ацетиленовую непредельную группу, которая способна разрывать фронт детонации. Исследование и разработка новых кислородсодержащих присадок к бензинам на основе третичных ацетиленовых спиртов, является важной и актуальной задачей.

В настоящей работе исследованы свойства нового оксигената - диметилэтинилкарбинола (ДМЭК), как добавка, повышающая октановые числа бензина. Показана сравнительная эффективность оксигенатов - метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) и ДМЭК на повышение октанового числа прямогонного бензина. Исследование влияния оксигенатов, как МТБЭ и ДМЭК на повышение октанового числа прямогонного бензина показали, что повышение октанового числа бензина при добавлении ДМЭК и бинарной присадки выше, чем при добавлении МТБЭ. По результатам исследований, третичного ацетиленового спирта – ДМЭК, можно предложить, как кислородсодержащую добавку для автомобильных бензинов. Применение ДМЭК позволяет расширить ресурсы высокооктановых компонентов, снизить токсичность бензинов и отработанных газов, увеличить выпуск высококачественного товарного бензина для автомобильных двигателей.

SUMMATIVE ASSESSMENT OF STUDENTS’ RESULTS IN CHEMISTRY LESSONS USING ELECTRONIC EDUCATIONAL RESOURCES, GAME TECHNOLOGIES

Данагул Калиманова — 2024-06-15

Аннотация. В данной статье рассматривается тема суммарной оценки результатов знаний учащихся с использованием электронных образовательных ресурсов и игровых технологий на уроках химии. С увеличением роли цифровых технологий и инновационных методов в системе образования растет потенциал для повышения мотивации учащихся и улучшения качества образования. В данном исследовании рассматривается интеграция различных электронных образовательных ресурсов, таких как интерактивные презентации, видеоуроки, онлайн-тесты, с игровыми технологиями, включая обучающие игры и симуляторы, на уроках химии. Цель - оценить влияние этих ресурсов и технологий на результаты обучения учащихся. Использовались такие электронные ресурсы, как интерактивные доски, виртуальные лаборатории, онлайн-платформы и мультимедийный контент, а игровые технологии включали в себя образовательные игры, викторины и симуляторы. В ходе исследования использовались такие методики, как наблюдение, опросы, тестирование и статистический анализ. Результаты показали, что использование электронных образовательных ресурсов и игровых технологий повысило интерес учащихся к химии, углубило теоретические знания и улучшило практические навыки. Кроме того, значительно улучшились результаты кумулятивной оценки, что свидетельствует о повышении мотивации учащихся и улучшении качества знаний. Эффективная интеграция этих технологий на уроках химии способствует повышению результативности обучения, делает образовательный процесс более увлекательным и продуктивным, а также способствует развитию творческих способностей и критического мышления учащихся. Результаты исследования нашли практическое применение в химическом образовании и подтверждены педагогическими экспериментами.

STUDY OF CHEMICAL POLLUTION LEVEL IN WATER RESOURCES OF ALMATY CITY

Гульбарам Султангазиева — 2024-06-15

Аннотация: В настоящее время загрязнение водных объектов является актуальной проблемой. Естественный режим воды нарушается путем сброса отходов на алматинские водные объекты. Высока также доля загрязнения речных вод стоком труб, бытовыми отходами, отходами промышленных предприятий. Целью данной работы является определение уровень загрязненности химическими веществами рек Алматы. Поэтому изучение загрязнения воды основных рек, обеспечивающих водоснабжение города Алматы, является актуальным вопросом. Через город протекают реки Большая Алматинка и Малая Алматинка, а также их притоки - Есентай (Весновка), Ак-Кайин, Ремезовка, Жарбулак (Казачка), Карасу, Каргалы (Каргалинка). Река Есентай впадает в Большую Алматинку, далее впадает в Каскелен, река Малая Алматинка впадает в Капшагайское водохранилище.

В соответствии с поставленной целью определены задачи исследования. В качестве объекта исследования были реки Большая Алматинка, Малая Алматинка и Есентай. Исследование выявило различные уровни загрязнения химическими веществами. Проведен мониторинг по тяжелым металлам источников хозяйственно-питьевого водоснабжения города Алматы.

В научно-исследовательской лаборатории по оценке качества и безопасности пищевых продуктов Алматинского технологического университета были отобраны пробы вод рек Большой Алматинки, Малой Алматинки и Есентай. Определены органолептические свойства состава отобранных проб и выявлены тяжелые металлы. Тяжелые металлы из проб речных вод определяли с помощью прибора спектрофотометра КФК 3.01.

В результате исследований выявлены тяжелые металлы в реках г. Алматы, а также изучена их динамика и степень накопления в определенные периоды времени. Реки Алматы при протекании по территории города имело значительное химическое загрязнение превышающий ПДК.

ОПТИМИЗАЦИЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ ОТВАЛЬНЫХ РУД С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОХИМИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОКИСЛЕНИЯ

Кенжегали Смаилов — 2024-06-15

В данной статье представлены результаты исследований по переработке отвальных руд медного производства одного из месторождений Казахстана. Содержание меди в пробах различных типов породообразования и взятых из разных точек отбора варьируется от 0,2% до 0,9%. В среднем, по южной стороне отвала содержание меди составило 0,3%, а по северной — 0,28%. Фазовый анализ проб отвала показал, что основная масса породы представлена кварцем, альбитом, мусковитом и клинохлором, а в некоторых участках были обнаружены значительные количества малахита и атакамита. Подробный минералогический анализ также выявил наличие сульфидных минералов, таких как пирит, халькопирит и халькозин.

Для данного типа месторождений наиболее эффективным методом переработки является использование биогидрометаллургической технологии кучного выщелачивания. В рамках экспериментов по перколяционному выщелачиванию были рассмотрены следующие варианты: применение трихлоризоциануровой кислоты (ТХЦК) в качестве химического окислителя и адаптированной культуры A. ferrooxidans в качестве биоокислителя. Стандартное сернокислотное выщелачивание служило контрольным вариантом. Применение ТХЦК привело к увеличению извлечения меди в раствор только в течение первых 7 циклов, после чего эффективность химического окисления снизилась.

Наибольшая результативность наблюдалась при предварительном бактериальном окислении: за 28 циклов орошения в продуктивный раствор было извлечено 76,08% меди. Полученные продуктивные растворы всех вариантов подвергались полному технологическому циклу гидрометаллургического производства меди. В результате процессов экстракции и реэкстракции были получены растворы электролитов, полностью соответствующие качественным параметрам для проведения электролиза. На стадии электролиза из этих растворов было осаждено 30,8 г меди на катоде, что соответствует извлечению по току равному 94,6%.

ПРЕИМУЩЕСТВА И ПОТЕНЦИАЛ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДОВ МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЯ ДЛЯ ДОСТАВКИ АКТИВНЫХ АГЕНТОВ: ОБЗОР

Галия Мадыбекова — 2024-06-15

Данная статья представляет обзор методов микрокапсулирования, фокусируясь на методе эмульгирования, ионотропного гелеобразования и распылительной сушке. Рассматривается применение микрокапсул в различных областях, включая медицину, пищевую и косметическую промышленности. Важным аспектом является обеспечение униформности и стабильности микрокапсул, так как это критически важно для эффективной доставки активных веществ.

Особое внимание уделено методу мембранного эмульгирования, который позволяет создавать микрокапсулы с высокой монодисперсностью. Преимущества этого метода подчеркиваются на примере исследования, включающего инкапсуляцию фагов с использованием микросфер. Этот метод обладает масштабируемостью и предоставляет инструмент для точной доставки активных веществ.

Также рассматриваются ограничения распылительной сушки, такие как потеря летучих соединений и изменение размера частиц. В контексте этой проблемы, авторы Фернандес, Боргес и Ботрель предлагают использование гуммиарабика для улучшения качества микрокапсул и защиты материалов сердцевины от окисления.

Итоговый анализ различных методов микрокапсулирования и предложенных решений позволяет лучше понять преимущества и ограничения данной технологии, а также её потенциал для инноваций в современной промышленности и научных исследованиях.

КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТАВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ NI-RU – СОДЕРЖАЩИХ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ МЕТОДОМ ЭНЕРГОДИСПЕРСНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ

Бакытгуль Масалимова — 2024-06-15

В данной статье методом энергодисперсионной спектроскопии исследованы оксидные предшественники катализаторов получения водорода из этанола процессом паровой конверсии. Оксидные материалы со структурой флюорита Pr_0.15Sm_0.15Ce_0.35Zr_0.35O₂и перовскита LaMn_0,45Ni_0,45Ru_0,1O₃ синтезированы методом Пекини. На основе сложных оксидов методами «Полимер», «Ультразвуковое диспергирование», «Оnе pot» синтезированы нанокомпозиты [Pr_0.15Sm_0.15Ce_0.35Zr_0.35O₂ + LaMn_0,45Ni_0,45Ru_0,1O₃] (по массе 1:1), а фазовая структура исследовалась методами рентгенофазного анализа (РФА) и просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ). Данные РФА и ПЭМ синтезированных образцов показали, что методы «Полимер», «Ультразвуковое диспергирование» обеспечивают образование флюорит - перовскитных нанокомпозитов. Образец, полученный методом «Оne-pot» представляет собой смесь индивидуальных и сложных оксидов входящих в состав катионов. С целью подтверждения точного элементного и стехиометрического состава образцов, образованных композитной фазой «перовскит-флюорит» был проведен анализ методом энергодисперсионной спектроскопии (ЭДС). При количественном и качественном анализе твердых катализаторов на практике часто применяется метод энергодисперсионной спектроскопии благодаря быстрому и высокоточному получению результатов и простоте подготовки проб к исследованию. Из спектров ЭДС нанокомпозитов в двух образцах были определены все пики таких элементов, как Pr, Sm, Ce, Zr, La, Mn, Ni, Ru, O и рассчитан стехиометрический состав элементов по атомным долям в фазах. Результаты расчетов показали, что между теоретическими стехиометрическими и экспериментальными значениями элементов в нанокомпозитах существует лишь небольшое отклонение (~ 0,0002-0,0003). Установлено, что метод Пекини эффективен при синтезе многокомпонентных сложных оксидов, а методы «Полимер» и «Ультразвуковое диспергирование» эффективны при получении нанокомпозитов на основе фаз с двумя различными свойствами

STUDY OF PHYSICOCHEMICAL EQUILIBRIA IN API SOLUTIONS AT DIFFERENT DILUTIONS

A.I. Ilin — 2024-06-15

Создание новых лекарственных препаратов, которые обладают широким спектром действия является актуальной проблемой. Знание физико-химических характеристик и строения препарата является необходимым для того, чтобы правильно трактовать механизм действия и его поведение после введения в организм. Строение и свойства препарата, в конечном итоге, определяют и лекарственную форму, и способ применения. В связи с этим целью наших исследований явилось изучение при помощи комплекса физико-химических методов строения и свойств активные фармацевтические субстанции (АФС). По результатам вискозиметрических исследований установлено, что растворы АФС являются неньютоновыми жидкостями и было установлено, что с повышением температуры вязкость растворов уменьшается, что свидетельствует о протекании процессов распада или дезагрегации имеющихся структур или ассоциаций. Данные вискозиметрических исследований коррелируют с данными полученных при расчетах энергий активации вязкого течения (Е_а). Также, кондуктометрическим методом была изучена электропроводность растворов АФС при температуре 20-25 °С. Измерения электропроводности растворов АФС показывают, что с повышением содержания лекарственного препарата, значения удельной электропроводности (χ, mS/cm) растут. Это обусловлено увеличением количества электропроводящих частиц в системе, происходящее как за счет концентрирования растворов, так и за счет дезагрегации мицелл.

ХИМИЯ ПӘНІНЕН ОҚУ-ӘДІСТЕМЕЛІК КЕШЕН ҚҰРАСТЫРУДЫҢ ҒЫЛЫМИ ПЕДАГОГИКАЛЫҚ НЕГІЗДЕРІ

Алина Усербаева — 2024-06-15

В статье рассматриваются особенности построения учебно-методического комплекса в процессе преподавания предмета «Химия» по специальности биотехнология в высших учебных заведениях. При этом при обучении студентов составляется учебная программа в соответствии с специальностями и дается сравнительная характеристика структуры новых и существующих учебных программ. Особое внимание уделяется тому, что объем и структура учебно-методического комплекса должны соответствовать типовой программе обучения по предмету, а указанное в ней содержание знаний должно быть полностью раскрыто.Также указана, что образование, даваемое при построении учебно-методического комплекса по любому предмету, должно рассматриваться с точки зрения интеграции естествознания и знаний, информации и ее практического применения, практической направленности учебного процесса, возможности использование интерактивных методов в обучении.

ЦИКЛОДЕКСТРИНЫ КАК СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫЕ КОНТЕЙНЕРЫ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Серик Фазылов — 2024-06-15

В статье представлен краткий аналитический обзор по свойствам, строению и основным направлениям практического использования циклодекстринов (ЦД) - макроциклических рецепторов природного происхождения. Они образуются при ферментативном расщеплении крахмала и состоят из остатков D-глюкопиранозы, связанных друг с другом по принципу «голова к хвосту» α( 1 —>4)-гликозидной связью. Уникальные структурные особенности циклодекстринов, а именно наличие разделенных гидрофильных и гидрофобных групп, обуславливают необычные физические и химические свойства этих макромолекул. Наиболее важным свойством природных или химически модифицированных циклодекстринов является способность обратимо и избирательно связывать органические, неорганические и биологические молекулы, образуя комплексы включения типа “гость–хозяин” или наноструктурированные супрамолекулярные ансамбли. Приведены наиболее интересные примеры применения клатратных комплексов циклодекстринов в фармацевтической, пищевой и химической промышленности, спектрометрическом анализе, технологиях разделения, использования циклодекстринов в качестве моделей для молекулярного распознавания в биологии, а также использования их циклического компонента при построении супрамолекулярных архитектур (ротаксанов, псевдоротаксанов и др.). Рассматриваются различные типы рецепторов, способных за счет невалентных взаимодействий связывать катионы, анионы, нейтральные молекулы. Описаны различные области применения контейнерной химии, искусственных систем, имитирующих биологические процессы, принципы формирования супрамолекулярной самосборки, молекулярных устройств и молекулярные машины. Описаны механизм и методы формирования клатратных комплексов, их свойства и методы анализа. Рассмотрено применение циклодекстриновых производных в получении наноразмерных материалов в производстве металлических и полупроводниковых наночастиц, покрытых органическими монослоями.

MODELING PHYSICAL PHENOMENA USING PYTHON

Мерей Альбатырова — 2024-06-15

Значимость данной темы исследования заключается в необходимости моделирования разрушающихся волн с использованием информационных технологий. Это особенно важно в современной тенденции нахождения связей между природными явлениями и программированием. Разрушающиеся волны имеют колоссальный масштаб, внезапно появляясь и значительно превышая по размерам окружающие волны, кажется, что они возникают из ниоткуда. Изучая волны, мы можем понять и прогнозировать их поведение, используя физику и программирование. Кроме того, изменяя частоту, амплитуду и параметры начальных условий в программном языке, мы можем получить различные результаты. Непосредственной целью данного исследовательского проекта является изучение методов решения нелинейных дифференциальных интегрируемых уравнений для моделирования этих волн, особенно метода Дарбу (Albatyrova et al., 2023), и моделирование результатов на языке программирования Python. Преобразование Дарбу позволяет создавать различные интересные решения, такие как солитоны и разрушающие волны, для нелинейных интегрируемых уравнений. Основное значение исследования заключается в использовании языков программирования для моделирования нелинейных дифференциальных уравнений с целью создания теоретической основы для экспериментального управления трехмерными волнами, а также мотивации для предотвращения катастроф с роговыми волнами в морских условиях в природе.

CURVATURE EIGENVALUES OF THE Q-METRIC

Nurzada Beissen — 2024-06-15

В этой статье мы проводим детальный анализ собственных значений тензора кривизны Римана в конкретной конфигурации пространства-времени, подверженной воздействию искаженного распределения массы. Наше внимание сосредоточено на метрике, характеризуемой двумя ключевыми параметрами, представляющими массу и квадрупольный момент центрального гравитационного источника. Этот источник явно отделен от окружающего пространства-времени обнаженной сингулярностью на радиусе Шварцшильда для данной массы. Наши результаты показывают, что с приближением к центральному источнику влияние квадрупольного компонента становится значительно более выраженным, что приводит к заметным изменениям собственных значений кривизны. Это включает случаи, когда некоторые собственные значения меняют знак, что мы интерпретируем как признак отталкивающих гравитационных сил. Эти выводы расширяют наше понимание сложной динамики в таких гравитационных полях и подчеркивают важную роль высших моментов массы, таких как квадруполь, в формировании кривизны пространства-времени. Это исследование закладывает важную основу для будущих исследований поведения гравитационных полей под влиянием сложных распределений массы, особенно в экстремальных астрофизических условиях.

OPTICAL PROPERTIES OF DOUBLE HALIDE PEROVSKITES BASED ON CESIUM

Гульнара Бекетова — 2024-06-15

В данной обзорной статье описывается класс двойных галоидных перовскитов на основе цезия. Рассматривается их потенциальное применение в качестве элементов солнечных батарей и способы получения этих материалов. Общий метод синтеза двухгалогенидных перовскитов основан на растворении поликристаллического порошка исходного материала в смеси галогеноводородной кислоты (HX, X=Cl или Br) и фосфористоводородной кислоты. Коэффициенты Гольдшмидта и октаэдрические коэффициенты рассчитаны для анализа стабильности кристаллической структуры и сферического окружения для ряда двойных перовскитов. Был проведен анализ ширины запрещенной зоны, спектров поглощения и спектров фотолюминесценции. Двойные перовскиты представляют собой широкозонные полупроводники с прямой и непрямой запрещенной зоной. Ширина запрещенной зоны может варьироваться в зависимости от метода получения. Спектры поглощения лежат в ультрафиолетовой и видимой областях. Двойные галоидные перовскиты с широким спектром поглощения являются потенциальными солнечными элементами. Максимумы фотолюминесценции расположены в диапазоне от 400 до 700 нм. Положение пика зависит от легирования различными ионами. Спектры поглощения и излучения претерпевают значительные изменения при смешивании двухгалогенидных перовскитов с различными катионами и изменении их соотношения. Эффективными активаторами являются хром, серебро, магний. Показано, что легированные двойные галоидные перовскиты обладают улучшенными оптическими свойствами за счет устойчивости к дефектам, синергетических эффектов и других факторов.

TOTAL CROSS-SECTIONS AND RATE OF n12C RADIATIVE CAPTURE

Сергей Дубовиченко — 2024-06-15

Реакция n¹²С-захвата входит в основную цепочку термоядерных реакций первичного нуклеосинтеза …¹¹B(n,g)¹²B(b^-)¹²C(n,g)¹³C(n,g)¹⁴С(n,g)… и представляет существенный интерес для ядерной астрофизики. Эта реакция является одной из реакций выгорания ¹²С и производства ¹³С. Скорость реакции ¹²C(n,g)¹³C может иметь значение для расчетов, связанных со звездной эволюцией. Также эта реакция протекает в ядерных и термоядерных реакторах, например, благодаря вышеприведенной цепочке ядерных реакций поскольку конструкционные элементы, содержащие бор могут использоваться в качестве поглотителей нейтронов и т.д. Поэтому нами, ранее, в рамках модифицированной потенциальной кластерной модели с классификацией орбитальных состояний по схемам Юнга и с учетом разрешенных и запрещенных состояний был рассмотрен радиационный n¹²С-захват при энергиях от 10^-5 кэВ до 5 МэВ с использованием информации о широком резонансе при E_x = 8.2 МэВ. Были проведены расчеты для радиационных захватов на основное состояние и три возбужденных состояния ядра ¹³C. Тогда было показано, что только на основе Е1- и M1-переходов из состояний n¹²С рассеяния вполне удается объяснить величину и форму экспериментальных сечений захватов. В данной работе используя результаты нашей более ранней работы получено суммарное сечение для захвата на все 4 указанные связанные состояния. На основе полученных теоретических сечений рассчитаны скорости этой реакции как парциальные, так и суммарные в области температур от 0.01 до 1 T₉. Расчетные результаты для скоростей были аппроксимированы простым выражением, чтобы упростить их использование в прикладных ядерных, термоядерных и астрофизических исследованиях.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЯЗКОСТНЫХ СВОЙСТВ ГИБРИДНОЙ НАНОЖИДКОСТИ TIO2/AL2O3 НА ОСНОВЕ БИДИСТИЛЛИРОВАННОЙ ВОДЫ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В ГИБРИДНОМ СОЛНЕЧНОМ КОЛЛЕКТОРЕ

А. Касымов — 2024-06-15

. Наножидкость - новый класс жидкости, представляющий огромный интерес потенциального широкого применения в промышленности и энергетике ввиду проявления высокой теплопроводности. Данный класс жидкости представляет собой диспергированные наночастицы металлов, оксидов металлов, оксидов неметаллов в объеме базовой жидкости. Особо актуально применение данной жидкости в качестве теплоносителя в гибридных солнечных коллекторах, в которых охлаждение солнечной панели носит ключевое значение. Помимо увеличения теплопроводности наножидкости, дисперсное состояние наножидкости обуславливает увеличение вязкости. Вязкостные свойства наножидкости определяют затраты на перекачку теплоносителя по контуру гибридного солнечного коллектора, что отражается на производительности и его экономической эффективности. В последнее время приобретают широкую известность гибридные наножидкости на основе сочетания различных оксидов металлов, оксидов неметаллов и так далее. В данной статье исследована вязкость гибридной наножидкости TiO₂/Al₂O₃-бидистиллированная вода в массовых концентрациях 0,5%, 1%, 2%. Измерение кинематической вязкости производилось с помощью капиллярного вискозиметра ВПЖ-4. Было выявлено, что помимо увеличения вязкости наножидкости с ростом общей концентрации наночастиц, увеличение массовой концентрации Al₂O₃ вносит более ощутимый характер. Для наножидкости TiO₂-бидистиллированная вода увеличение кинематической вязкости составляет 2%, 3% и 6 % для концентраций 0,5 масс.%, 1 масс.%, 2 масс.%. В то время как прирост для гибридных наножидкостей TiO₂/Al₂O₃-бидистиллированная вода аналогичных общих концентраций составляет 6%, 18%, 42%. Результаты, полученные в данной работе, могут быть использованы для оценки эффективности и повышения производительности гибридного солнечного коллектора, усовершенствования модификаций солнечных панелей.

СОЗДАТЬ И ИССЛЕДОВАТЬ ФОТОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

Айнагуль Кемелбекова — 2024-06-15

. Развитие полупроводниковой фотоэнергетики в Казахстане, как страны, занимающей по потенциалу солнечной энергии одно из ведущих мест в мире и обладающей значительными запасами необходимого сырья, является безусловно актуальным. Важную роль в преобразовании солнечной энергии в электрическую энергию должны сыграть полупроводниковые солнечные элементы. Однако, чтобы они могли конкурировать с другими способами получения энергии, необходимо повысить эффективность их работы и снизить стоимость. Одними из способов повышения эффективности СЭ используют как текстурирование поверхности кремния, так и использование различных антиотражающих покрытий из металлооксидных полупроводников. Текстурирование фронтальной поверхности солнечного элемента позволяет снизить отражение с 35% до 11%. С целью еще большего уменьшения этих потерь, на рабочую поверхность солнечных элементов наносятся антиотражающие покрытия, которые позволяют достичь максимального поглощения падающего солнечного излучения и снизить отражение в спектральном диапазоне работы кремниевых солнечных элементов. Расширение спектрального интервала солнечного света, используемого в фотопреобразователях – физически ясный и теоретически перспективный путь. Легирование оксидами редкоземельных элементов пленок ZnO – одна из возможностей, которая способствует расширению рабочей области солнечного спектра, высокой прозрачности покрытий, химической и термической стойкости и оптимальному показателю преломления.

Одним из важных направлений современной энергетики является широкое использование солнечного излучения. Важную роль в преобразовании солнечной энергии в электрическую должны сыграть полупроводниковые солнечные элементы. Однако, чтобы они могли конкурировать с другими способами получения, необходимо повысить эффективность их работы и снизить стоимость. Широкие возможности в этой области представляют антиотражающие слои, которые позволяют снизить отражение в спектральном диапазоне работы кремниевых солнечных элементов (СЭ) и достичь максимального поглощения падающего солнечного излучения. Актуальной становится задача получения тонких нано-размерных слоев оксидов различных металлов, нанесенных на поверхность полупроводниковой пластины. Современные методы получения тонких пленок являются не только инструментом для их нанесения, но и методами, которые позволяют формировать состав, структуру и свойства пленок, придавая им тем самым свойства, качественно отличающиеся от свойств исходного материала.

Среди материалов для антиотражающих покрытий кремниевых СЭ выгодно выделяются оксиды редкоземельных элементов, которые обладают высокой прозрачностью в рабочей области спектра, химической и термической стойкостью и имеют оптимальный для этих целей показатель преломления.

IDENTIFICATION OF DIGITAL MODULATION BASED ON INFORMATIONAL ENTROPY

Елдос Кожагулов — 2024-06-15

Классификация сигналов связи в средах с низким отношением сигнал/шум (SNR) представляет собой серьезную проблему, особенно из-за динамического и сложного характера этих условий. Традиционные методы распознавания сигналов, которые в первую очередь эффективны в сценариях со стабильным отношением сигнал/шум, часто не дают надежных результатов при колебаниях уровней отношения сигнал/шум. Чтобы устранить этот критический пробел, наше исследование представляет новую методологию, основанную на энтропии, для определения типов модуляции в условиях переменного отношения сигнал/шум. Этот инновационный подход использует разнообразный набор энтропийных мер для извлечения и дифференциации характеристик сигнала, в частности, для различных типов фазовой модуляции, таких как BPSK, QPSK, 8PSK, 16PSK, 32PSK и 64PSK. Универсальность и адаптивность предложенного алгоритма существенно отличают его от традиционных методов извлечения признаков, позволяя ему сохранять высокую точность в средах, где традиционные подходы менее эффективны. Благодаря обширным экспериментам и анализу наш алгоритм продемонстрировал превосходную производительность в сложных условиях, обеспечив надежную и надежную классификацию сигналов даже при таких низких отношениях сигнал/шум, как -4 дБ. Это достижение не только демонстрирует потенциал энтропийных подходов в улучшении классификации сигналов в сложных системах связи, но и устанавливает новый ориентир для будущих исследований в этой области. Значение этого исследования имеет далеко идущие последствия: оно предлагает практические решения для повышения эффективности и надежности коммуникационных технологий в реальных сценариях.

РЕШЕНИЯ РЕГУЛЯРНОЙ ЧЕРНОЙ ДЫРЫ И ИХ ТЕРМОДИНАМИКА

Yerlan Myrzakulov — 2024-06-15

Черные дыры представляют собой увлекательные объекты в астрофизике и теоретической физике, их загадочная природа создает значительные вызовы для нашего понимания Вселенной. Черные дыры являются естественным следствием полного гравитационного коллапса материи, и сегодня существует множество наблюдательных доказательств, подтверждающих существование черных дыр во Вселенной. Однако общая теория относительности предсказывает существование пространственно-временной сингулярности в центре черной дыры, где предсказуемость теряется и стандартная физика не работает. Широко распространено мнение, что пространственно-временная сингулярность является симптомом ограниченности общей теории относительности и должна быть решена в рамках квантовой теории гравитации. Поскольку пока не существует зрелых и надежных кандидатов на создание квантовой теории гравитации, исследователи изучают все еще неизвестные возможности квантовой теории гравитации, исследуя модели черных дыр без сингулярности и модели гравитационного коллапса без сингулярности.

В данном исследовании исследуем решения регулярных черных дыр, отклоняющиеся от классической парадигмы Шварцшильда. Эти решения предоставляют уникальные исследования основных свойств черных дыр за пределами классической модели.

Одним из ключевых аспектов нашего исследования является термодинамическое поведение этих регулярных черных дыр. Анализируя термодинамические величины, связанные с этими решениями, такие как масса и температура, показаны уникальные характеристики, отличающие их от классических черных дыр Шварцшильда. Понимание термодинамики регулярных черных дыр необходимо для раскрытия сложного взаимодействия между гравитацией и квантовой механикой на крайне малых масштабах.

Исследование показывает, что решения регулярных черных дыр обладают характерными термодинамическими особенностями по сравнению с черными дырами Шварцшильда. Особенно наличие дополнительного горизонта в регулярных черных дырах изменяет их термодинамические свойства, приводя к новым явлениям, таким как фазовые переходы и критическое поведение. С помощью детального анализа показаны механизмы, определяющие термодинамику регулярных черных дыр.

Более того, исследуем стабильность регулярных черных дыр, рассматривая их теплоемкость. Результаты указывают на увлекательные взаимосвязи между теплоемкостью, температурой и наличием нескольких горизонтов. Мы наблюдаем, что регулярные черные дыры проходят фазовые переходы от стабильного к нестабильному состоянию, предоставляя ценные сведения о их динамическом поведении и эволюционных процессах.

Выводы исследования выходят за пределы теоретической физики, оказывая воздействие на различные области от космологии до квантовой гравитации. Раскрывая термодинамические особенности и свойства стабильности регулярных черных дыр, вносим вклад в глубокое понимание природы пространства-времени и фундаментальных законов, управляющих Вселенной. Результаты открывают путь для будущих исследований в области богатой феноменологии черных дыр и ее более широких последствий для нашего понимания космоса.

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ В КОМПАКТНЫХ ЗВЕЗДАХ

Айшолпан Ғазизова — 2024-06-15

Проблемы эволюции звезд в астрофизике остаются актуальными. Процессы, протекающие в материи на всех этапах звездной эволюции, кроют в себе не мало загадок. Одна из которых является источник энергии излучения в компактных звездах. Работа посвящена некоторым особенностям таких звезд, и расчеты представлены на примере белых карликов. Рассмотрены особенности внутреннего строения белых карликов, ядерный кристалл и особенности протекания процесса кристаллизации звездного вещества как один из источников энергии. Вторым источником энергии рассматривается процесс перетекания вещества одного объекта на второе – аккреция. Дается численная сравнительная оценка величины выделяемой энергии при падении вещества на поверхность и при термоядерном горении водорода. Для компактных звезд, в частности, белых карликов характеристики вещества определяются свойствами вырожденного электронного газа (ферми-газа). Давление вырожденного газа дает вклад в процессы, необходимее для устойчивости белых карликов. Вырожденное состояние вещества наступает при экстремальных состояниях, присущих компактным звездным объектам. В этом случае речь идет о ядерном кристалле, когда электронные оболочки «обобществляются» под действием высокого давления и высокой плотности. Поскольку белые карлики лишены собственных термоядерных источников энергии, то они излучают за счёт запасов тепла, содержащегося в материи звезды. Источники излучения и энергии играют важную роль также и в теории устойчивости звезд. В связи с этим изучение процессов, протекающих в компактных звездах важно для определения свойств вещества для фундаментальной физики.

ПОИСК ПЕРЕМЕННЫХ ЗВЕЗД В МОНИТОРИНГОВЫХ И ОБЗОРНЫХ ФОТОМЕТРИЧЕСКИХ НАБЛЮДЕНИЯХ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ МАШИННОГО ОБУЧЕНИЯ

Александр Серебрянский — 2024-06-15

В результате проведения фотометрических обзорных и мониторинговых кампаний за одну ночь наблюдений получают несколько сотен ПЗС-изображений на каждом из которых, в зависимости от параметров телескопа, может быть до нескольких тысяч источников (звезд, астероидов и других объектов околоземного космического пространства). Для эффективного использования такого массива данных с целью обнаружения переменных звезд и транзиентных событий, необходим эффективный метод анализа большого массива данных. В данной статьепредставлен алгоритм обнаружения переменных звезд в данных фотометрических обзорных и мониторинговых кампаниях наблюдений с использованием алгоритмов машинного обучения. Показано, что определение всех возможных характеристик переменности временных рядов (кривых блеска) с последующей селекцией релевантных параметров, разложением их по главным компонентам и поиском среди них наиболее информативных (сокращение размерности задачи), позволяет применить методику классификации с использованием алгоритма "Random Forest" на уровне не хуже 70% точности идентификации переменных звезд.