Рассмотрено техногенное влияние современной инфраструктуры урановой промышленности Казахстана на радиоэкологическое состояние окружающей среды и здоровье человека. Проведенные физико-химические исследования с использованием данных по изотопным отношениям природных радионуклидов уранового ряда позволили установить геохимическое поведение радионуклидов уранового ряда и тяжелых металлов в долинах рек Сырдарья и Шу в районе добычи урана методом подземного скважинного выщелачивания (ПСВ). Оснoвными дoзooбрaзующими рaдиoнуклидaми в вoдныx oбъектax изучаемых рек являются дoчерние прoдукты рaспaдa урaнa (210Po и 210Pb), иx вклaд в oбщую дoзу остается постоянным по течению рек. При формировании изотопного состава поверхностных вод рек Сырдарья и Шу, в условиях техногенно-усиленной радиоактивности, происходит их обогащение изотопами уранового ряда. Основываясь на полученных коэффициентах корневого барьера (К{кб}) и коэффициентах биологического поглощения (КБП), можно рекомендовать полынь позднюю (Artemisiaserotina), лебеду тaтaрскую (Tatarica L.) и кузину лoпуxoвую (C. artiodes schrenk. K.) в кaчестве биoлoгическoгo индикaтoрa зaгрязнения пoчвы тяжелыми метaллaми и рaдиoнуклидaми. Установлены закономерности изотопного разделения урана и его дочерних продуктов в природных водах этих рек. В результате проведенного исследования получены новые данные по содержанию радионуклидов и тяжелых металлов в природных компонентах долин рек, установлены закономерности в их миграции в системах донные отложения-вода и почва-растения. Выявлены факторы, влияющие на распределение радиоэлементов в рассматриваемых природных компонентах.*

Исследован процесс сорбции катионов Pb{2+}, Cd{2+} и Zn{2+} в их совместном присутствии в фосфорно-кислой среде природным цеолитом, синтез фосфатов щелочных и щелочно-земельных металлов, изучены влияния природы катионов в силикатных структурах и количественные корреляции между кристаллическими параметрами катионов и геометрическими особенностями (Si, O)-комплексов, моделирование составов и свойств неорганических соединений с тетраэдрическими анионами на базе кристаллохимической информации. Получены кинетические закономерности процесса одновременной сорбции катионов Сd{2+}, Zn{2+}, и Pb{2+} природным цеолитом в фосфорно-кислой среде. Установлено, что сорбент оказывает предпочтительную сорбционную способность по отношению к кадмию и свинцу. Установлены корреляция между составом, положением катионов в решетке и свойствами неорганических соединений с тетраэдрическими анионами, общие закономерности влияния магния и трехвалентных элементов на строение и свойства фосфатов кальция, разработаны критерии выбора добавок и их количеств для регулирования растворимости. Остаточного содержания кадмия в фосфорно-кислом растворе в зависимости от времени и температуры носят экстремальный характер. Изучено влияние природы катиона в силикатных структурах на геометрические особенности (Si,O)-комплексов. Показана и доказана возможность моделирования составов и свойств неорганических соединений с тетраэдрическими анионами на базе кристаллохимической информации. *

Рассмотрен керамические кислород проводящие твердые электролиты для кислородных мембран в керамических фильтрах газов. Исследованы особенностей электронной структуры твердого электролита ванадата висмута и изучены взаимосвязи состав - структура - свойство среди керамических материалов со структурой перовскита в семействе BIMEVOX. Определены параметры электронной структуры и химической связи высоко- и низкотемпературных фаз ванадата висмута. Разработана одномерная модель канала проводимости, для установления связи структура - энергетические параметры образцов семейства BIMEVOX. Установлены взаимосвязи состав - структура - свойство среди керамических материалов семейства BIMEVOX для целенаправленного создания эффективных конструкционных материалов, которые могут быть использованы в новых керамических фильтрах газов.*

Исследованы продукты тонкого органического синтеза новых биологически активных веществ на основе гетероциклических соединений пиперидинового, тетрагидропиранового, тетрагидротиопиранового рядов. Рассмотрены развитие теории и практики тонкого органического синтеза в области изучения химического состава, реакционной способности и структурных особенностей ранее не изученных синтетических веществ и их аналогов, разработка целенаправленных методов синтеза новых физиологически активных производных, обладающих комплексом свойств важных для практического применения. Показана обоснованность выбора объектов исследования и созданы теоретические основы функционализации кетонов, содержащих в цикле атомы N-,О,S,Se, разработана синтетическая стратегия получения новых биологически активных соединений. Установлено, что при конденсации цис-2,6-дифенилпиперидин-4-она с диалкилфосфитами в условиях реакции Абрамова образуются соответствующие цис-2,6-дифенил-4-диалкоксифосфорил-пиперидин-4-олы. Хроматографический анализ продуктов реакции фосфонилирования цис-изомера 2,6-дифенилпиперидона показал наличие в смеси двух эпимеров. Из смеси, путем дробной кристаллизации (гексан, ацетон) в каждом случае были выделены по два кристаллических изомера (альфа) и (бетта) в количественном соотношении примерно 7:1.*

Рассмотрены возможности гибридных технологий с использованием графических процессоров для решений задач вычислительной математики, робототехники нового поколения, компьютерного зрения. Разработана система определения геометрических параметров, при распознавании поверхностей на центральном процессоре (CPU). Построена система искусственного интеллекта с элементами компьютерного зрения на графическом процессоре (GPU). Разработано программное приложение с элементами компьютерного зрения для обнаружения и идентификации объектов. Исследованы методы обработки изображений посредством машинного зрения. Рассмотрена технология обработки изображения, посредством методов SURF, перцептивного хэша (pHash), BRIEF, HOG, Сверточные сети, проведены эксперименты на имеющемся оборудовании.*

Исследованы биологически активные соединения, стандартные образцы лекарственных веществ. Разработаны методы выделения и очистки индивидуальных соединений из экстрактов растительного сырья с использованием центробежной хроматографии распределения на установке FCPC-200. Подготовлены протокола валидации процесса производства. Проведена спектральная идентификация и установлено строение молекул и определены физико-химические характеристики образцов арглабина, артемизинина, ахиллина, гармина, гроссгемина, леукомизина, лимонена, пиностробина, пулегона, стахидрина, хамазулена, цинаропикрина, экдистерона, эхинопсина. Проведены работы по определению содержания органических и неорганических примесей, воды, остаточных растворителей в стандартных образцах.*

При квантово-химическом расчете спектральных параметров молекул полиметиновых красителей было установлено, что оптические переходы исследуемых красителей лежат в видимой области спектра. При исследовании фотофизических параметров полиметиновых красителей было установлено, что во всех молекулах константы скоростей интеркомбинационной конверсии незначительны. Значения квантовых выходов флуоресценции, вычисленные с помощью рассчитанных констант фотофизических процессов, близки к экспериментальным данным. Рассчитаны возбужденные электронные состояния и электронные переходы молекулярных агрегатов полиметиновых красителей. В молекулярном агрегате происходит расщепление разрешенного электронно-возбужденного уровня. Наиболее разрешенным является переход, образованный теми же молекулярными орбиталями, что и в мономерной молекуле. При образовании молекулярного агрегата наблюдается изменение соотношения фотофизических констант в димере красителя. Вероятность интеркомбинационной конверсии также увеличивается, что влияет на величину квантового выхода флуоресценции молекулярного агрегата. Выполнено моделирование взаимодействия молекул красителя с неорганической полупроводниковой поверхностью. Показано, что при сорбировании молекулы красителя на полупроводниковый кристалл происходит смещение энергий электронно-возбужденных состояний люминофора в красную область спектра. При этом происходит конфигурационное смешивание молекулярных орбиталей, выражающееся в переходах между атомами, локализованными в приграничной области кристалла и молекулы люминофора. Распределение зарядов в молекуле красителя и на поверхности полупроводника позволяет оценить вероятность переноса электрона с красителя на нанокластер титана.*

Исследования наночастицы серебра, наночастицы ядро-оболочка состава Ag-TiO[2], пористые пленки, полученные из наночастиц TiO[2] и Ag-TiO[2], сенсибилизированные красителем солнечные ячейки на основе пористых пленок TiO[2] и Ag-TiO[2]. Химическими методами проведен синтез наночастиц серебра. Разработана методика синтеза полупроводниковой оболочки из диоксида титана. Исследована стабильность синтезированных наночастиц Ag-TiO[2]. Исследованы оптические свойства наночастиц Ag и Ag-TiO[2]. Различными методами определены размеры и форма наночастиц Ag и Ag-TiO[2]. Отработана последовательность получения пористых полупроводниковых пленок на основе нанокристаллического TiO[2] и наночастиц Ag-TiO[2] различной толщины. Разработана методика допирования пленок красителями. Исследовано влияние химической природы красителей на сорбционную способность пористых пленок TiO[2] и Ag/TiO[2]. Установлено, что пленки на основе наночастиц TiO[2] обладают более высокими абсорбционными свойствами по сравнению с пленками Ag/TiO[2]. Исследованы фотовольтаические и электротранспортные свойства солнечных ячеек на основе наночастиц TiO[2] и Ag/TiO[2]. Определена оптимальная массовая концентрация наночастиц Ag/TiO[2] в пленке TiO[2], приводящая к наибольшему росту КПД солнечных ячеек. Разработана теоретическая модель влияния локализованного поверхностного плазмонного резонанса наночастиц серебра на спектры поглощения и флуоресценции молекул красителей. *

Проведен синтез наночастиц серебра методами лазерной абляции, боргидридного и цитратного восстановления и методом полиольного синтеза. Исследованы оптические свойства и устойчивость растворов наночастиц серебра. Для наночастиц серебра проведен синтез полупроводниковой оболочки TiO[2]. Различными методами определено массовое соотношение между ядром и оболочкой. Определены теоретический и практический выходы продукта синтеза - наночастиц "ядро-оболочка". Из результатов электронно-микроскопических исследований определены размер и форма наночастиц "ядро-оболочка". Исследован химический состав синтезированных наночастиц "ядро-оболочка". Отработана последовательность получения пористых полупроводниковых пленок на основе нанокристаллического TiO[2] и наночастиц Ag-TiO[2] различной толщины. Разработана методика допирования диэлектрических и полупроводниковых пленок красителями. Исследовано вынужденное излучение в тонкой пористой пленке анодного оксида алюминия, допированного красителем родамин 6Ж и наночастицами серебра. Определено влияние химической природы красителей на сорбционную способность пористых пленок TiO[2] и Ag-TiO[2]. Измерена удельная поверхность пленок на основе микрометровых, нанометровых частиц TiO[2] и пленок на основе наночастиц Ag-TiO[2].*

Отработана технология изготовления металлических пленок алюминия, серебра, олова заданной толщины однородных полимерных пленок. Установлена скорость оптимального напыления металлических пленок. Исследованы оптические, электрофизические и микроструктурные свойства изготовленных полимерных пленок. Разработана методика получения полимерных пленок, допированных низкомолекулярными органическими соединениями. Исследованы фотовольтаические свойства пленочных полимерных композиций на основе не фотопроводящего полимера и красителя. Установлена роль красителя в фотогенерации тока в пленочных полимерных композициях на основе не фотопроводящего полимера. Исследованы фотовольтаические свойства пленочных полимерных композиций на основе фотопроводящего полимера и фуллерена. Определена роль полосы поглощения полимера в эффективности трансформации световой энергии в электрическую. Проведены квантово-химические расчеты электронных состояний доноров и акцепторов электрона и моделирование процесса переноса электрона в системе "полимер-краситель". Определены условия переноса электрона в системе "полимер-краситель". Исследована роль триплетных состояний полиметиновых красителей в фотогенерации носителей заряда. Изучено влияние химической природы красителя на эффективность образования электронно-дырочных пар в матрице фотопроводящего полимера. Проведены исследования особенностей процесса трансформации электронной энергии в полимерных композитах ПВБ-ПК и ПЭПК-ПК при их ультрафиолетовом возбуждении. Установлена роль миграции электронной энергии в полимере на процесс трансформации световой энергии в электронную энергию в полимерных композитах.*