Қазақстанда жас ғалым бағасы арзан, салмағы жеңіл ұялы телефон батареясын ойлап тапты

Жастармен кезекті жүздесулерінің бірінде «Еліміздің жетекші жоғары оқу орындарында да алғашқы табысты жобалар пайда бола бастады. Осы тәжірибені өрістете түсу керек» деп тиісті орындарға жүктеген тапсырмасы әлі күнге өзектілігін жоғалта қойған жоқ.

Мемлекет басшысы Қасым-Жомарт Тоқаев «Жаңа жағдайдағы Қазақстан: Іс-қимыл кезеңі» атты халыққа жолдауында ғылым саласын дамыту туралы тоқталып, «Бұл мәселе бойынша бізге тың көзқарас пен жаңа тәсілдер керек, сондай-ақ халықаралық тәжірибеге арқа сүйеуіміз қажет», – дей келе ғылымды қаржыландырудың және қолдаудың маңыздылығын екшеп берген. Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінде қазіргі таңда 40 жасқа дейінгі 300-ге жуық жас ғалым жұмыс істейді. ҚазҰУ білім алып, қызмет істеп жатқан жас зерттеушілердің ғылыми жаңалықтары мен әзірлемелерін көпшілікке толыққанды таныстыруды қолға алды. Алғашқы кейіпкеріміз – физика және технология факультетінде «Материалтану және жаңа материалдар технологиясы» мамандығы бойынша PhD докторанты Маркизат Мырзабекова. – Бала кезімде дәрігер болғым келетін. Алайда мектепте математика сабағын қатты жақсы көрдім. Математиканы білсең, физика, физикамен қатар, химия да қоса қызықтырады екен. Оқушылар арасында «физика қиын, қыздар ол саланы терең меңгере алмайды» дегенді жиі еститінмін. Осы сөз маған, керісінше, мотивация беріп, физика саласын таң­дауыма түрткі болды. Алайда Әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетіне оқуға түскен сәтте ғылымға деген есіктердің айқара ашылғанын бірден сезбедім. Тек 2012 жылы екінші курста оқып жүргенімде Ашық түрдегі ұлттық нанотехнологиялар зертханасына (АТҰНЗ) жұмысқа тұрып, жаңа материалдарды, нанотехнологияларды ашуға және жаңа қасиеттерді зерттеуге қызығушылығым оянды. Көп ұзамай «Фараби әлемі» студенттер конференциясына қатысып, «Ылғалдылық датчиктерін құру жөніндегі» жобам студенттер арасындағы ең үздік инновациялық жоба ретінде танылды. Бұл құрылғы бөлмедегі тағамды, астықты дұрыс сақтау үшін ылғалдылықты өлшеуге, жабдықтардың қауіпсіздігін қамтамасыз етуге арналған. 2014 жылы ҚазҰУ-дың физика-техникалық факультетін бітіріп, инженерия және технологиялар бакалавры дәрежесін алдым. Ал 2016 жылы осы сала бойынша магистр дәрежесіне ие болдым. Магистратурада оқыған жылдары ҚазҰУ-дың түрлі бағдарламаларының арқасында Варшава, Прага, Миландағы зертханаларды аралап, тәжірибеден өттім. Нанотехнология саласы Еуропа, Америка және Жапонияда жақсы дамыған. Сондықтан аталмыш мемлекеттерге барып, шетелдерде осы саланы қалай қолға алып жатқанын көргім келді. Арманымның орындалуына Ашық түрдегі ұлттық нано­технологиялар зертханасы сеп болды.

Жұмыс орным жас маман ретінде тәжірибе алмасуға, конференцияларға жиі жіберетін. Бірде халықаралық жиындардың бірінде кездескен шетелдік профессор Игорь Щвец: «Сен неге бізге оқуға келмейсің?» – деп сұрады. «Менде қазір қаражат жоқ. Ирландияға барып тұра алмаймын. Қарапайым отбасынан шыққанмын», – деп ашығын айттым. Ол кісі Erasmus+ бағдарламасымен таныстырды.

Қабылдау ережесімен таныссам, студент ретінде немесе жұмысты көріп үйренуші есебінде бақ сынауға болады екен. Мен студент болмағандықтан, тәжірибе алмасушы ретінде тәуекел еттім. Нәтижесінде сканерлейтін электронды микроскоптар, рентгендік фотоэлектронды спектроскопия, туннельдік микроскоп, трансмиссиялық электронды микроскоп сияқты микроскоптардың көптеген түрлерімен жұмыс істеуді меңгеріп қайттым.

Патенттелген өнертабыс

– Бірнеше жыл бұрын «Самсунг» компаниясы ұялы телефонының жарылу дерегі тіркелді. Оған қуаттандыратын батарея себеп болған. Сол уақытта «неліктен оны экологиялық тұрғыдан зиянын тигізбейтін батарея жасамасқа?!» деп ойладым. Бұл сұрақ мені шетелде жүрген кезімде де толғандыратын. Ойлана келе, осы тақырыпты зерттеуді қолға алдым. Шетел ғалымдарының осы саладағы еңбектерін зерделеп, өзімізде не істеуге болатынын таразыладым. Шетелде ғалымдарды Intel, Facebook компаниялары қаржыландырады. Бұл компаниялар зерттеушілерге өздерінің проблемаларын айтады, ғалымдар оны шешумен айналысады. Бұның екінші жолы – ғалым дайын патенттелген идеяны ұсынып, өзінің ашқан жаңалығына қаржы ұтып, өндіріске енгізеді. Мен осы екінші жолды таңдадым. Жобамды патенттедім (авторлық куәлік №107731), енді ары қарай өндіріске енгізуге жұмыс істесем деймін. Жобамның тақырыбы: «Графен мен марганец диоксидінің отандық нанокомпозиттері негізінде сенімділікті жоғарылататын суперконденсаторлар құру». Графен (көміртектің бір түрі) мен марганец диоксидін қосқанда арасында байланыс түзіліп, тоқ пайда болады. Осы тоқты пайдалана отырып, суперконденсатор, яғни электрді жинақтаушы құрылғы  жасауға болатынына көз жеткіздім. Біздің телефондағы көбіне литийиондық батареялар. Жарылу қаупі кездеседі әрі ұялы телефонның салмағына да өз әсерін тигізеді. Оның үстіне телефонның бағасы да арзан емес, оны бүлдіріп алсаңыз, қайта жасау біраз шығын әкеледі. Егер оның орнына жеңілдеу батареяны қолдансақ, салмағы азайып әрі экологиялық тұрғыдан да көп зия­нын тигізбейді. Шетелде жасалған батареялармен салыстырып көрдім. Олар рутений оксидін пайдаланады. Әлемде рутений қоры өте аз болғандықтан, өндірушілер үшін  өте қымбатқа түседі. Ал менің жобамдағы графен мен марганец қоры елімізде жеткілікті. Оның үстіне синтездеу процесі де қарапайым. Сол себепті менің жобамды жүзеге асыру әлдеқайда тиімді. Мен көрген басқа батареялардың барлығында да синтездеу процестері өте күрделі. Елімізде ондай синтездейтін аппараттар жоқ, сондықтан пайдалы қазбалар жағынан да ұтымды болатын екі шикізатты таңдауды жөн көрдім. Қуатты сақтау мәселесі – қазіргі кезде өте өзекті. Ұялы телефондар, электромобильдер, ноутбуктар, пилотсыз ұшу аппараттары жеңіл, сыйымды әрі энер­гия жинақтайтын құрылғыларға мұқтаж. Қазірдің өзінде Mercedes пен Lexus сияқты машиналар электрлік Tesla сияқты керемет көрінбейді. Оған себеп – ғалымдар экологиялық тұрғыдан барынша зиянды азай­татын технологияларды бірінші орынға қойып отыр.  Осы тұрғыдан алғанда, ұялы телефондарға арналған менің батареяларым   бағасы арзан, салмағы жеңіл әрі ұзақ тұтынуға арналған.

Power Bank жасағым келеді

– Мен ойлап тапқан бұл аккумуляторды жасау үшін алдымен шикізаттарды сатып алу керек. Сосын, жұмыс істейтін таза орын болғаны жөн. Шикізатты арнайы химиялық өңдеуден өткізетіндіктен, қызметкерлер арнайы форма киюі тиіс. Менің жасаған аккумуляторларымды өндіріске енгізбес бұрын, жаңадан ұялы телефон жасап шығару керек деп ойлаймын. Себебі бұл аккумулятордың көлемі шағын. Егер Power Bankтің аккумуляторына салсақ, оны ауыстыруға болады. Ұялы телефонға енгізу үшін де телефон шығаратын компаниядан ұсыныс түсуі керек. Келісім­шартқа отыру да біраз уақытты алады. Сондықтан әзірге Power Bank, яғни қалтада жүретін қуаттандырғыш шығаруды қолға алсам деймін. Маркетингтік құралдарды пайдалана отырып, оның сатылымын да көбейте аламыз әрі Power Bank Қазақстанда жасалған отандық өнім болып саналады. Өзімізде жасалған әрбір тауар еліміздің дамуы үшін жасалған әрекет деп бағалар едім. Жаңа бір зат шығарсақ, онда жаңа жұмыс орны ашылып, адамдардың жұмысқа кіруіне жол ашады әрі физика саласын таңдайтын адамдардың  санын арттыруы мүмкін. Мен үшін нанотехнология – жаңа әрі шексіз әлем. Өйткені наноәлем физика ғылымының классикалық заңдарына бағынбайды. Біздің зерттеп отырғанымыз – кішкентай әлем, яғни атомдар мен ядролар. Нанотехнолог болсаңыз, материалдардың қасиеттерін біле аласыз әрі техниканы тереңнен түсінуге мүмкіндік бар.

Қазақстан дамушы ел болғандықтан, нанотехнология саласы қатты дамыды дей алмаймыз. Алайда нанотехнологиялық зертханалар бірнеше қалада бар. Сол зертханаларға қарап бізде ілгері қарай қадам жасалып жатқанын байқай аламыз. Осы орайда, мені ғылым жолында ынталандырып, бағыт-бағдар беріп келе жатқан ұстаздарыма алғыс айтқым келеді.