Нанобөлшек өсіреді

Әл Фараби атындағы Қазақ ұлттық университетінің кіші ғылыми қызметкері Ерболат Әбутәліпұлының кез келген заттың қатты, сұйық және будан кейінгі төртінші күйі саналатын плазманы зерттегеніне биыл сегізінші жыл. Ол осы саланың қыр-сырына әбден қаныққан.

Себебі дәл қазір Phd докторантурада оқып жатқан жас ғалымның жоғары оқу орнына түскеннен бері қозғап жүрген тақырыбы да осы. Бұл зерттеудің ғылым үшін ғана емес, өндіріс үшін де маңызы орасан зор. Төмен температуралы плазма люминисцентті, яғни энергия үнемдеуші шам мен медицинада және өзге салада қолданылады. Ал оған диагностика жасау – плазманың негізгі қасиетін зерттеу деген сөз. Бұл үшін түрлі тәжірибелік тәсілдер қолданылады: қарапайым зондтық зерттеуден бастап отандық және шетелдік зертханаларда сан алуан аспаптармен жұмыс істей отыра, диссертациялық жұмысқа қажетті мәлімет жинайды.
Е.Үсенов «Біз ең алғашқы рет зондтық әдісті тозаңды плазмаға қолдану арқылы жаңа диагностика жасау, яғни плазма туралы жаңа мәлімет алуға болатын әдіс ойлап таптық. Физика плазмасын алу оңай емес. Бірақ өндірістің барлық саласында қолданылады. Оған ең қарапайым мысал жарықтандыруда қолданылатын газ разрядты энергия үнемдегіш лампалар болып табылады. Ол қазір бүкіл дүниежүзі бойынша бұрынғы қыздыру лампасын алмастыруда» – дейді. Ерболаттың ғылыми жұмыспен айналысатын орны – тозаңды плазма және плазмалық технологиялар зертханасы деп аталады. Әзірге, бұл плазма физикасын тәжірибелік тұрғыда зерттейтін еліміздегі алғашқы әрі жалғыз зертхана. 1994 жылы ашылыпты. Ерболаттың зерттеп жүргені салыстырмалы түрде алғанда, физиканың ең жас саласы деп есептеледі. Себебі ядролық физиканың өзі 1911 жылы Резерфорд тәжірибесіне бастау алса, плазма физикасы туралы ең алғашқы ғылыми мақала 1926 жылы АҚШ-та жарық көрген. Ал қазір бұл Германия, Жапония, Ресей сынды әлемнің көптеген еліндегі ірі-ірі орталықтарда зерттеліп жатыр.
Ғылыми қызметкердің айтуынша, бұл сала ғылыми түрде зерттелгенмен, өндіріске әлі енгізілмепті. Бірақ әлемнің көптеген ғалымдары бұл саланың пайдасы зор екенін түсініп, әр түрлі салада қолдануға болатынын дәлелдеп жатыр. Ол «Тозаңды плазма физикасы төмен температуралы плазма физикасы ішіндегі соңғы 10 жылдықта ең үлкен қызығушылық тудырған сала. Оны Томсон Рейтер сияқты үлкен ғылыми базадағы мақалалар санынан-ақ байқауға болады. Әсіресе соңғы 10 жылда оның саны күрт өскен. Біз зертханада тозаңды плазманың көмегімен нанобөлшектер өсіріп жатырмыз. Ал қазіргі таңда нанотехнология өте қарқынды дамуда. Нанобөлшектер медицинадан бастап металлургияның түрлі саласында, түрлі қасиеті бар материал шығаруда қолданылады» – дейді. Еліміздегі бірден-бір зертханада әу баста бір ғана қондырғы болса, қазір жас ғалымдар 5-6 қондырғымен жұмыс істеп жүр. Мұны 1970 жылдары республикада плазма физикасының негізін қалап, теориялық түрде сандық әдісімен зерттеу жүргізген академик Пазылхан Байымбетов пен 2006 жылдары соның ізін жалғаған профессор Тілекқабыл Рамазанов сияқты ғалымдардың жемісі деуге болады.
Физика-техника факультетінің кіші ғылыми қызметкері плазма физикасын зерттеумен бірге, тағы бір халықаралық ірі жобаға атсалысқан. 2015 жылы қазақтан шыққан үшінші ғарышкер Айдын Айымбетов ғарышқа сапар шеккенде тозаңды плазманың бір бөлігі саналатын «Кулондық кристалл» атты Ерболат үлес қосқан тәжірибелік жұмысты жасаған еді. Мәскеуге барып, ғалымдармен кеңесіп, құжатын әзірлеп, жобаны дайындаған. Ресейліктермен бірігіп жасалған бұл жоба – ғарышкер Айдын Айымбетовтің ғылыми-зерттеу бағдарламасындағы еліміздің атынан ұсынылған 10 ғылыми-зерттеудің бірі болатын. Ал кулондық кристалл көбінесе іргелі зерттеуге жатады.
Ерболат Үсенов «Өзіміз білетіндей әлемнің 90% плазмадан құралады, оның көп бөлігі тозаңнан тұрады. Кулондық кристалл эксперименті соның шағын моделі іспеттес. Модельдік қондырғыда біз күн жүйесіндегі тозаң немесе кристалл, одан кейін комета, астероид, планета қалай пайда болуы жөнінде мәлімет аламыз. Модельдік қондырғыда алынған мәлімет арқылы астрофизикалық зерттеуге, сондағы болып жатқан құбылысқа болжам жасауға болады» – деді. 2010 жылдан бері басталған кулондық кристалл тәжірибесінің ұзақ мерзімді стратегиялық жоба екені белгілі. Халықаралық ғарыш стансасында ғарышкерлер өзгергенімен, тапсырма өзгермейді. Бірақ ғылым дамуына қарай біздің кейіпкеріміз де ғарыштық тәжірибенің келесі сатысына өтуді көздеп отыр. Ол плазмалық кристалл деп аталады. Қазір сол бағытта жұмыс жасап жатыр. Е. Үсенов «Өте ауқымды жоба. Ол жерде осы салада жұмыс істеп келе жатқан жапон ғарыш стансасы, НАСА, Еуропалық ғарыш комитетінің біріккен жұмысы бар. Қазір біз ПК-4, яғни плазмалық кристалл-4 экспериментіне тапсырмалар мен ғылыми-зерттеулердің жобасын жасаудамыз» – дейді.
Мамандар бұл тәжірибені еліміз үшін, Қазақстан ғылымы үшін, ғарыш саласы үшін үлкен жетістік деп отыр. Қазір сол «кулондық кристалл» атты тәжірибенің нәтижесі бойынша Ерболат импакт-факторы жоғары халықаралық журналға екі мақала ұсынған. Жалпы, бүгінге дейін қазақ, орыс және ағылшын тілін еркін меңгерген полиглот ғалымның үш тілде жазылған 4-5 мақаласы жарық көрген. Ал сан түрлі конференциядағы баяндамасының саны 25-ке жетеді.
Жалпы плазманың қасиетін зерттеу – бүкіл әлем үшін өте маңызды бағыт. Өнеркәсіп дейсіз бе, нанотехнология дейсіз бе, плазманың араласпайтын саласы жоқ. Сол себепті 2-курс докторанты тиісті талапқа сай, Германияда екінші ғылыми жетекшіден 3 ай бойы дәріс алған. Соңғы үлгідегі озық зерттеулер жүргізілетін халықаралық зертханада білім биігінен көрінген жас ғалымды неміс жетекшісі тағылымдамаға қайта шақырып отыр. Бұған себеп те жоқ емес. Былтыр осы зертхананың бір топ ғалымы мемлекеттік сыйлықтың иегері атанған. Мұны теория мен тәжірибені ұштастырған Ерболаттай жастардың заңды жетістігі деуге болады.
Ерболат терең зерттеген тозаңды плазманың тағы бір үлкен қолданбалы саласы – ядролық батарея жасау. Яғни қуат көзін алу. Дәл осыны зерттеу арқылы Ресей ғалымдары 15-20 жылға жететін қуат көздерін жасап шығармақ. Бұл ғарыштық зерттеулерде, яғни қуат көзі жоқ, жерлерде үлкен пайда әкелмек. Әзірге, мұндай плазма физикасы іргелі түрде зерттелуде. Болашақта зертханалық прототиптерді ірі өндірістерге енгізуге болады, – дейді жас физик. Оның айтуынша, ғарыш аппараттары күн элементі арқылы жұмыс істейді. Алайда кейбір жағдайда ғарышта тікелей күн сәулесі жер серіктеріне түспейді. Сол кезде плазмалық қозғалтқышты пайдаланады.
Әлемдік ғалымдардың қызығушылығы артқасын, кез келген ғылым саласының шарықтау шегі болатыны аян. Бірақ дәл осы ғылым саласының шекмелмейтіні анық. Себебі оны қолданбалы мақсатта пайдалануға мүмкіндік мол. Демек, іргелі зерттеудің қолданбалы бағытқа ауысуы Ерболаттай әлі талай жастарға азық болары даусыз. Бұл ретте, отандық ғылым-білімнің алар асуы алда, көкжиегі көз жеткісіз шексіз, ұрпақтан-ұрпаққа жалғаса береді деуге толық негіз бар.