Нанотехнологии без шуток

ЦКП «Наноструктуры» объединяет несколько лабораторий двух научных институтов (ИФП и Институте катализа), но в основном базируется в Институте физики полупроводников, здесь занимаются диагностикой и технологией изготовления твердотельных наносистем. В ЦКП работают около 70 человек, из которых 24 студента старших курсов, 8 аспирантов, 4 доктора и 19 кандидатов наук.
«Необходимость проведения высокоразрешающей структурной диагностики материалов на атомном уровне привела к созданию нашего ЦКП, – рассказывает руководитель центра член-корреспондент РАН Александр Латышев, – Здесь собрано уникальное и дорогостоящее аналитическое оборудование, покупать которое в каждый институт или лабораторию, ведущую разработки в области нанотехнологий, было бы нецелесообразно».
Поэтому в лабораториях центра «Наноструктуры» проводят исследования в интересах различный заказчиков: институтов СО РАН, «Вектора», российских и зарубежных наукоемких компаний. «Нам приносят разные образцы: кристаллы, порошки, нанотрубки, биологические объекты. От последних студенты бывают в шоке: изучать образцы, перепачканные кровью, на кафедре физики полупроводников – это не просто» – добавляет Александр Васильевич.

Микроскоп на вес золота

Когда вы входите в стены научной лаборатории, вы понимаете, что попали в мир без суеты. Если речь идет о работе с нанотехнологиями, это верно вдвойне: изучение мира на атомном уровне требует особой степенности и ответственности. Это чувствуется и по тому, что каждого посетителя на входе облачают в халат, что все микроскопы содержатся в тщательной чистоте и что о каждом приборе студенты и сотрудники говорят с гордостью.
Предмет особого любования – электронный микроскоп, имеющий только один аналог в мире – и тот в Японии. Стоимость подобного прибора оценивается в 5-7 млн. долларов, однако «наш» микроскоп не продается – он уникален. «Это довольно старый микроскоп японского производства, модернизированный сотрудниками Центра. У него выдающиеся характеристики – когда результаты его работы впервые были продемонстрированы на научной конференции в Японии, зал встал и зааплодировал, – рассказывает научный сотрудник ЦКП «Наноструктуры» Дмитрий Насимов, – Это сверхвысоковакуумный микроскоп, позволяющий изучать образец практически в стерильной чистоте».
«Продать его можно только вместе со студентами, которые научились на нем работать» – пошутили в лаборатории. Когда я попыталась уточнить, что будет в таком случае дороже – микроскоп или студенты, – рассмеялись, так что стало понятно: видимо, ни то, ни другое нельзя оценить в денежном эквиваленте.

Мы не любим слово «нано»

Ставшее в последнее время крайне модным словечко «нано» сотрудники Центра не очень любят: слишком часто оно стало употребляться в значении практически политическом, а работа ученых как шла, так и идет. Здесь на различных высокоразрешающих микроскопах изучается структура (на уровне атома!) минералов, полупроводников, катализаторов, биологических и аморфных образцов. «Нанотехнологии не могут развиваться без прогресса технологий их изучения, их визуализации, – говорит Дмитрий Насимов, – На самом деле, человечество работает с нанообъектами по меньшей мере тысячу лет. Известно, что в стекла для витражей кафедральных соборов добавляли частицы металла размером несколько нанометров. Но только в последние 5-10 лет диагностическая техника достигла такого прогресса, что изучение материала на атомном уровне стало возможно. Поэтому нанотехнологии и получили развитие именно сейчас».
Как популярно поясняют сотрудники Центра: в ЦКП «Наноструктуры» есть все, чтобы увидеть атомную структуру того или иного образца и, соответственно, понять, какие процессы происходят. Без этой визуализации развитие нанотехнологий было бы невозможно.
В частности, Центр помогает вести разработки экспресс-анализатора состава крови – такого прибора, который мог бы определить состояние крови больного автоматически за несколько минут, пока, скажем, «скорая помощь» едет до больницы. Возможно, в будущем такой экспресс-анализатор крови можно будет покупать в аптеках.
Кроме того, здесь с очень высокой точностью измеряются пленки, толщиной от нанометра до сотни микрон, которые широко используются, например, для изготовления сенсорного оборудования и приборов ночного видения. А также Центр гордиться своим участием в проектах по анализу структуры ДНК.

Зрящие в корень



По словам научного руководителя отделения зондовой микроскопии к.ф-м.н Дмитрия Щеглова, скоро наука подойдет к следующей за нано степени «мизерности» объектов. «Мы стоим на пороге перехода к пикотехнологиям. Но слово «пико» вряд ли приживется, скорее всего, будут говорить «субнано» или как-то иначе», – уточнил Дмитрий Щеглов.
Поэтому достигнутые пределы малой размерности исследуемых объектов – это еще не конец. Это только начало. «Ежегодно в нашем центре проводится до 8000 исследований по примерно 1000 образцам», – с гордостью заключил Дмитрий Щеглов.
Пожалуй, самым впечатляющим для обывателей в ЦКП «Наноструктуры» станет то, что создается здесь с помощью электронного нанолитографа и установки сфокусированных электронных пучков. Сначала на компьютере моделируется структура будущего объекта (скажем, какой-нибудь подложки для изучения ДНК), после чего она «рисуется» электронным пучком и вытравливается особым химическим составом. Таким творческим путем рождается на свет множество элементов нанотехнологий.
Научных достижений у сотрудников Центра немало: например, именно здесь изготовили транзистор, способный пропускать минимальную порцию тока – единичные электроны (к.ф.-м.н. Леонид Литвин). Нанотранзистор сможет сделать переворот в области увеличения скорости обработки информации и снижении энергозатрат компьютера.
Тем не менее, работу центра сложно оценить, перечисляя все эти «дороже, больше, быстрее, лучше». Все-таки наука остается наукой: здесь будут стремиться дойти до сути вещей, уходя в атомный уровень вещества и пытаясь заглянуть еще глубже, несмотря на то, будет это модно или нет. А там, глядишь, и изобретут то, что перевернет нашу жизнь.

Источник: academ.info

Официальный сайт ЦКП http://lib.isp.nsc.ru/ckp/ 

 Нано без "Роснано"

 

ЦКП работает на всю Россию ! 

 

«Счастье дается только знающим. Чем больше знает человек, тем резче, тем сильнее он видит поэзию земли там, где ее никогда не найдет человек, обладающий скудными знаниями»

Константин Паустовский

Файлы

Основы археологии

Ошибки социализма

Айзек Азимов: В начале

Кто создал богов?