Ученые университета заглянут в наномир

 

Сканирующий электронный микроскоп Tescan университет запланировал купить в начале этого года, и уже к середине октября машина стоимостью 22,3 миллиона рублей оказалась на профильной кафедре. Настраивать микроскоп и учить операторов, которые будут работать с дорогостоящим оборудованием, приехала представитель дилера Tescan из Сакнт-Петербурга, кандидат физико-математических наук Мария Лукашова. В беседе с корреспондентом VERBUM она рассказала, что сканирующие электронные микроскопы в мире производят пять крупных фирм, микроскоп для университета изготовили в чешском городе Брно. Компания Tescan существует уже 25 лет, за это время в Россию приехало более 200 приборов разной сложности и стоимости. По отраслям применения техника разделилась примерно поровну: ⅕ часть попадает в ядерные центры, в такой же пропорции — к криминалистам, в вузы, научно-исследовательские лаборатории и заводские лаборатории. Исключительно под нужды студентов микроскоп, гораздо более простой, нежели тот, что приобрели для Сыктывкарского университета, покупался лишь однажды. К преимуществам микроскопов этой марки Мария Лукашова отнесла русскоязычный интерфейс и многоуровневую защиту доступа. 

При помощи микроскопа можно изучать любые твердые вещества величиной до 100 миллиметров. Одновременно в камере для обследования может находиться огромное количество образцов разного вида и размера. По словам специалиста, в отличие от оптического, электронный микроскоп позволяет «нырнуть» в глубину изучаемого образца и «прощупать» его при помощи электронов: разрешение стандартного оптического микроскопа — 200 нанометров, а электронного — 1 нанометр. 

— Узко сфокусированный пучок высокоэнергетических электронов сканирует поверхность образца, переходя от точки к точке. В каждой точке возникает целый спектр разных сигналов. Главное преимущество электронной микроскопии в большой глубине резкости. Это прекрасно поймут те, кто привык работать с оптическими микроскопами. К примеру, под микроскопом у нас муха: в оптике мы фокусируемся на верхний усик мухи, а все остальное будет размыто, потом только на нижний. В электронном микроскопе глубина резкости равна ширине кадра, то есть вся муха будет в фокусе. Это очень приятное свойство, оно есть у всех сканирующих электронных микроскопов. У вашей модели есть режим, который дополнительно увеличивает глубину, что необходимо для работы c рельефными образцами. Кроме того, это очень красиво выглядит, — объяснила принцип работы микроскопа и его преимущества Мария Лукашова. 

В списке областей применения микроскопа — десятки научных дисциплин и сотни самых мелких объектов исследования. В материаловедении, геологии и металлургии прибор позволит проводить автоматический минералогический анализ, автоматический анализ раскрытий и ассоциаций минералов. Прямо в камере микроскопа можно проводить механические и температурные испытания для прикладных дисциплин химии и физики. Среди наук, которые найдут применение возможностям микроскопа значатся экология, археология и палеонтология. Полезен будет он и криминалистам: с его помощью можно проводить баллистическую экспертизу, исследовать продукты выстрела, объекты автотехнической или геммологической экспертиз, изучать драгоценные камни, в том числе, прямо в оправе ювелирного изделия, проводить минералогический анализ почв. В медицине и науках о живом мире объектами исследования могут стать насекомые, растения, ткани, клетки, бактерии и вирусы, кости, зубы и когти, импланты и протезы, фармацевтические препараты и даже почечные камни. 

Кроме того, как рассказал заведующий кафедрой радиофизики и электроники, профессор Леонид Котов, растровый сканирующий электронный микроскоп позволяет определить тип атомов практически всех элементов таблицы Менделеева (от атомов водорода до атомов Кюри), размеры, а также геометрию атомных кластеров жидких и твердых веществ. 

Подобный, но менее мощный микроскоп приобрел Институт геологии КНЦ УрО РАН в 1997 году. К его помощи и прибегали исследователи из университета, однако, рассмотреть в нем можно было далеко не все образцы. 

— Мы уже много лет занимаемся изучением композитных пленок для покрытия самолетов, их толщина — половина микрона, а разрешение микроскопа в Институте геологии — около микрона, так что теперь у нас как минимум на полгода есть материалы для исследований и измерений, — поделился планами Леонид Котов. 

— Электронный микроскоп поднимет уровень исследований по физике, химии и другим естественным наукам в СГУ им. Питирима Сорокина до уровня стран Европы, Японии и США. Мы переходим от изучения микромира (10-6 м) к наномиру (10-9 м), от использования микротехнологий и микроэлектроники к нанотехнологиям и наноэлектронике, — пояснил он, подчеркнув, что благодаря такому высокотехнологичному аппарату университет станет своеобразным «окном в наномир».