Дидар Ғалымұлы: Қатерлі ісікті жоятын монодисперті бөлшекті алудың тәсілін ойлап таптық

Полидисперсті, монодисперсті бөлшектерді зерттеумен бакалаврды бітіргеннен кейін бастадым. Жетекшім плазма саласындағы маман еді. Ол кісі маған тозаңды бөлшектердің құрылымын зерттеу туралы есеп берді. Зерттеу барысында плазма ортада полидисперсті бөлшектерге сепарация жасаудың жеңіл әдісін таптық. Полидисперсті бөлшектер дегеніміз — диаметрлері әртүрлі бөлшектер (мысалы, ұнтақ). Монодисперсті бөлшектердің диаметрлері бірдей.

Медицинада сәуле арқылы монодисперсті бөлшектерді қолдана отырып, қатерлі ісікті жоюға болады. Сол себепті де осы монодисперсті бөлшектердің бағасы нарықта өте жоғары. Мысалы 1 грамының құны 100-1000 долларға дейін барады. Бағасы функционалды сипатына байланысты құбылады.

Полидисперсті бөлшектерді плазмаға тастасақ, олар заряд алуды бастайды. Содан оның құрылымдары пайда болады. Біздің тәсіл бойынша қажетті өлшемде монодисперсті бөлшектерді сол құрылымнан бөліп, жинап алуға болады. Бұл — плазмада жүзеге асатын сепарация. Өнертабысқа патент алдық.

Зерттеп көргенімдей, әлемде ғалымдар бұл саламен көп айналыспайды. Бізден бөлек тек Ресей ғалымдары зерттеп жүргендігін білеміз. Полидисперсті бөлшектен, арзан ұнтақтан қымбат бағадағы монодисперсті бөлшектерді алу — біз үшін жетістік. Қазіргі уақытта түрлі форумдарда осы жобамыздың презентациясын жасап келеміз. Жақын арада қолданысқа еніп те қалуы керек. Бұл — әрі өте қажетті, әрі табысты, рентабельді жұмыс.

Орта білімді Ақтау қаласындағы экономика мектеп-лицейінде алдым. Оны бітіргеннен кейін, Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университетінің ядролық физика мамандығына оқуға түстім. Магистратураны да ядролық физика және плазма саласында, докторантураны наноматериалдар мен нанотехнологиялар бағыты бойынша оқыдым. Сол кезден бастап эксперименталды жұмыстармен айналыстым. Бұл салалар өзіме ерекше қызықты болды. Қазіргі уақытта біз көміртекті наноматериалдармен көбірек жұмыс істейміз. Себебі бұлар — болашақтың материалдары.

Көптеген құрылғылар кремний арқылы жұмыс істейді. Болашақта кремнийдің орнына көміртекті материалдар қолданылады. Олар — фулерен, графен, графан, нанотүтікше және т.б. Фулерен материалы 1985 жылы ашылып, құрылымы түсіндірілді, жұмыс Нобель сыйлығына лайық деп танылды. Одан кейін нанотүтікшелер ашылды. Бұл материалдың электрикалық, механикалық қасиеттері қазіргі уақыттағы ең озық материалдардан да асып түседі. Содан бері әлемде осы бағытта көп жұмыстар атқарыла бастады.

Әлем ғалымдарын графит материалы неліктен ерекше қызықтырады?

Қабат-қабат графит материалының (қарапайым қарындаш материалы) бетінде көміртектің бір атомы жатады. Көміртектер бір-бірімен ковалентті байланысқаннан кейін, ажырату күші өте қиын. Оның электронды қасиеттеріне қарасақ, өткізгіштігі жақсы екендігін білеміз. Осы қасиетіне орай да бұл материалдар ғалымдардың ерекше қызығушылығын оятты. Кейіннен 2005 жылы Манчестер университетінде орыс ғалымдары графен көміртекті наноматериалын алудың ең жеңіл тәсілін тапты. Олар қарапайым скотчты графинге жабыстырып-алып отырып, графен қабатын алған. Егер оны химиялық, физикалық тәсілдермен алуға тырысса, өте қиын болар еді. Сөйтіп графеннің құрылымы зерттеле бастады. Ол кейіннен әлемдегі импакт-факторы жоғары Nature журналына шықты. Ал 2010 жылы Ресей ғалымдарына осы еңбегі үшін Нобель сыйлығы берілді. Осы кезден бастап көміртекті наноматериалдарға деген қызығушылық еселеп артады.

Дәл сол кездері, 2012 жылы мен оқу бітірдім. Елдің барлығының аузында графан, графен материалдары жүрді. Мен үшін бұл сала ерекше қызық бола бастады. Содан өзімнің бағытымды осы салаға бұрдым. Диссертациялық материалымының тақырыбы «Көміртекті нанотүтікшелерді CVD тәсілі арқылы алу және оның қасиеттерін зерттеу» болды. CVD — жоғары температурада немесе плазмада жасалатын әдіс. Осы әдіспен плазамада немесе температуралық ортада түрлі-түрлі материалдар өсіруге болады.

«Нанотүтікшелерге сепарация жасау тәсілін ойлап таптық»

Бізде өсіріліп жатқан графендерден студенттеріміз әртүрлі датчикер жасайды. Ал екінші топтағы әріптестеріміз оны қолданысқа енгізіп, сенсорлы, ауа ылғалдылығын анықтайтын, ультракүлгінді тіркейтін және механикалық датчиктерді құрастырады.

Нанотүтікше өсіру — өте қиын эксперименталды жұмыс. Біздің зертханада мұндай тәсіл CVD пеші арқылы жүзеге асады. Нанотүтікшелерді өсіруді бастағанда, кішкентай аралдар пайда болады. Көпқабатты нанотүтікшенің механикалық қасиетіне қарағанда, электрикалық қасиеті өте төмен. Ал бірқабатты нанотүтікшенің электрлік қасиеті тұрақты болады. Біз өзіміздің тәсілімізде осы екі түрлі нанотүтікшелерге сепарация (бөлу) тәсілін ойлап таптық. Нанотүтікшені катализаторлар арқылы құрылыста пайдаланылатын шыны мақта материалының үстінде нанотүтікше өсірдік. Бұдан нанотүтікшенің өткізгіштігі арта түсті. Оларды әртүрлі екі жерде өсіреміз де, синтездеу арқылы сепарация жасаймыз. Бұл өнертабысқа да патент алдық.

Пайда болған материалдан тензосезгіш датчик жасадық. Оны аналитикалық таразы ретінде қолдануға болады. Қарапайым таразылар 0-150 кг салмақты өлшесе, тензосезгіш датчикті таразылар кішкентай салмақтағы заттарды өлшейді. Сезгіштігі жоғары, бірден информация береді. Біз жасаған датчикті түрлі мақсаттарда қолдануға болады.

Осы уақытқа дейін нанотүтікшелерді, графенге ұқсас материалдарды өсірдік. Енді қазір наноқабаттарды зерттеуді бастадым. Егер графен вертикаль жататын болса, наноқабатқа айналады. Ол — 2002 жылы ашылған материал. Наноқабатты қазіргі кезде энергетика саласында (күн элементтерінде, суперконденсатор жасау кезінде) көптеп қолданады. Бұрын термалық плазма болса, қазір жоғары жиілікті плазмада нанотүтікшелер өсіріп жатырмыз. Болашақтың энергиясы дейтініміз — осы.

Сондай-ақ 2012 жылдан бастап әріптестерімізбен фулеренді зерттеумен айналысып жатырмыз. Фулерен материалы қазіргі уақытта оттекті ең көп сақтайтын материал болып саналады.

«Проекторды алмастыратын «Wi-Fi презентация» құрылғысын жасап шықтық»

IT технология саласында да шағын жобамыз бар. Біз жасаған құрылғы «Wi-Fi презентация» деп аталады. Бұл құрылғыны жасау қажеттіліктен туды. Мысалы, университетте бір уақытта бірнеше сабақ өтіп жатады. Әр ұстаз өз сабағын презентация арқылы түсіндіргісі келеді. Ол үшін проекторлар, мультимедиалық тақталар қажет. Бірақ олар барлығына бірдей жетпей қалып жатады. Сол сияқты спикер өзінің баяндамасын презентациямен көрсеткісі келеді, бірақ оған түрлі жағдайлар кедергі болуы мүмкін. Осы мәселенің шешімі ретінде біз  Wi-Fi презентация құрылғысын жасап шықтық.

Бұл — біртөлемді Wi-Fi роутері бар компьютер, ішіне өзіміздің бағдарламамызды енгіздік. Осы құралмен кез келген мультимедиалық контентті (презентация, видео, фото, аудио т.б.) бір мобильді құралдан басқа мобильді құралдарға Wi-Fi арқылы таратуға болады. Ол үшін Wi-Fi presentor-ға қосылып, кез келген браузер арқылы сайтқа кіріп, спикер өз құжатын енгізеді. Ал басқалары оны бірден көре алады. Бұл вебинарлар, тимбилдинг, форум т.б. шаралар үшін тиімді. Оны кез келген орынға апарып (тауға, аралға т.б), қолдана аласыз. Сізге қазіргідей тақта, проектер алып жүрудің қажеті болмайды.

Бастапқы бағасы 50 мың теңге, егер нарыққа шығарсақ, 30 мың теңгеге дейін төмендетуге болады. Радиусы — 10 метр. Төменгі класына 15 адамға дейін қосыла алады, ал премимум класы 100-ден артық қолданушыға қызмет көрсетеді. Бұл жобаны әріптесім өзінің студенттерімен бірігіп ойлап тапты. Студенттің қатысуымен жасалғандықтан, осы жобамен СБИ (студенттердің бизнес инкубаторы) байқауына қатыстық. Бұл құрылғының функцияларын әлі де арттыра түспекпіз. Әріптестеріміздің датчиктер жайлы жобасымен біріктіріп, «Wi-Fi презентацияны» ЭКСПО-2017 көрмесіне апардық.

Компьютерлер қазіргіден де жылдам жұмыс істей ала ма?

Бір қабатты, екі қабатты немесе бірнеше қабатты нанотүтікшелер болады. Бір қабатты нанотүтікшелер әртүрлі датчиктер немесе өткізгіш ретінде қолданылады. Мысалы компьютердің жүйелік блогында миллиардтаған транзисторлар жатыр. Олар әртүрлі функцияларды орындайды. Транзисторлар қаншалықты көп болса, компьютер де соншалықты тез жұмыс істейді. Мур заңына сай, жыл сайын транзисторлар саны артып келеді. Егер оларды көбейте берсек, транзисторлар арасы өте кішкентай болып кетеді. Сол кезде әртүрлі физикалық әсерлер орын алады, екі транзистор арасында ток өтіп кетуі мүмкін. Соңында жүйелік блогыңыз күйіп кетеді.

Транзисторлар қазіргі уақытта кремнийдан жасалады. Болашақта оны нанотүтікшелермен немесе графенмен алмастыруға болады. Бір нанотүтікшенің қалыңдығы 1-5, ал кремнийдікі 14-15 нанометрді құрайды. Демек, осы наноматериалдарды қолдансақ, компьютерлер қазіргіден де тезірек әрі жақсы жұмыс істейді.

Бірнеше командамен бірігіп жұмыс істейміз. Бірнеше жетекшілерім бар. Әр жоба өзіме қызықты әрі оңай емес. Сондай-ақ бұл жобалар әлемдегі актуалды тақырыптар аясына кіреді. Әртүрлі болғанымен, барлығы екі сала төңірегінде: наноматериалдар және IT технология. Жан-жақты болуды құптаймын.

Қазіргі уақытта Ресеймен, Германия, Венгрия, Франция ғалымдарымен жақсы байланыс жасаймыз. Жылына кем дегенде екі шетелдік профессор университетімізге келіп, дәрістерін оқиды.

Қазақстанда нанотехнология қалай дамып келеді?

Нанотехнология саласы елімізде көңіл көншітерлік қарқынмен дамып келе жатыр. Егер бұл сала біздің елде кенде қалған болса, шетелдік ғалымдар біздің пікірімізбен санаспайтын еді. Импакт-факторы жоғары журналдарда ғылыми мақалалар жарияланбас еді. Әрбір саланың өз деңгейі болады, зерттеу бір ғана микроскоппен қараумен шектелмейді.

«Ғалымдар үшін спорттың маңызы зор»

Спорт залдарына аптасына 2-3 реттен кем емес барып тұрамын. Әсіресе ғалымдар үшін спортпен айналысу өте қажет. Өйткені жай ғана ойланумен қарайған энергияны жұмсап тастауымыз мүмкін. Біздің ұжымда 40 шақты адам бар, олардың көбісі — жастар. Барлығымыз бірігіп, жұмыс уақытынан тыс аптасына бір рет алаңға барып, футбол ойнаймыз.

Дидар Ғалымұлының келешектегі орнын жарқын жерден көремін. Әлем танитын қазақтан шыққан дарынды ғалым болғым келеді. Қасымда мықты командам, білікті жетекшілерім, ғалымға керек мүмкіншліктерім, отбасым бар. Тек еңбек пен бақ болса, барлығы болашақтың еншісінде деп білемін.

Сұхбаттасқан Ақжарқын Қыдырханова, суреттер Әсел Сарқыт.

Материал ҚР Заңнамасына сәйкес қорғалған. Барлық авторлық құқықтар BARIBAR.KZ интернет-порталына тиесілі. Материалдың кез келген бөлігін көшіру, тарату үшін редакцияның жазбаша рұқсатын алу қажет.