Новости


Ученые Удмуртии и Воронежской области начали уникальные исследования наноструктур на оборудовании ЦКП УдмФИЦ УрО РАН


В Ижевск прибыли специалисты Воронежского государственного университета для проведения исследований наноструктур на уникальном современном оборудовании Центра коллективного пользования (ЦКП) Удмуртского федерального исследовательского центра (УдмФИЦ) Уральского отделения РАН.


 IMG_5990.JPG  IMG_5929.JPG  IMG_5997.JPG

На данном этапе проводятся исследования трех групп различных материалов. Первая – гибридные наноструктуры на основе клеточных культур, сформированные по природному подобию. Ученые изучают клеточные культуры, которые производят неорганические наночастицы заданных размеров, формы и состава. Размеры наночастиц системы «железо-кислород», производимые клеткой, не превышают 6 нанометров. При этом, за счет природного, органического происхождения каждая наночастица имеет белковое окружение, которое позволяет длительное время сохранять состав и структуру наночастиц, их физико-химическое состояние.

Такие исследования позволят значительно упростить получение наночастиц, которое в настоящее время является длительным и дорогостоящим процессом. В случае получения положительных результатов исследований такие клеточные культуры можно выращивать буквально в чашке Петри. Из исходного состояния клеточной культуры открывается возможность контролируемой адресной доставки наночастиц, фактически в белковых «био- наноконтейнерах», для использования в точных вопросах технологии – например, в наноэлектронике или спинтронике.

В частности, сегодня ученые исследовали искусственно выращенные клетки кишечной палочки, одним из компонентов которой является специфический белок, превращающий токсичные для клетки материалы в нетоксичные. Исследования позволят внутри любой молекулы вырастить неорганическую наночастицу размером 5-7 нанометров.

Вторая группа исследований – клеточные культуры, которые искусственно совмещены с неорганическими наночастицами – системы «кремний-кислород». Эти работы очень важны для развития медицины. В настоящее время для проведения разного рода терапевтических исследований (например, томографии) в качестве красителей используются определенные материалы, которые в большинстве случаев с большим трудом выводятся из организма. Наночастицы системы «кремний-кислород», попадая внутрь клетки, разлагаются вплоть до полного исчезновения. При этом они могут не только идентифицировать пораженные клетки, но и положительным образом влиять на внутриклеточную среду. В настоящее время на оборудовании ЦКП УдмФИЦ УрО РАН ученые исследуют, действительно ли эти материалы-маркеры полностью растворяются и выводятся из организма и не являются для него токсичными.

Третья группа исследований направлена на выяснение особенностей атомного и электронного строения, физико-химического состояния наночастиц – коллоидных квантовых точек размером до 5 нанометров. Нанокристаллы сульфида серебра проявляют целый набор перспективных квантово-оптических свойств, использование которых находится в сильной зависимости от их окружения. Управляя этим окружением, можно регулировать оптические свойства материала для разработок в области современной фотоники.

Доцент Кафедры физики твердого тела и наноструктур Воронежского государственного университета, доктор физико-математических наук, профессор Сергей Турищев сообщил, что научные школы Удмуртии и Воронежской области связывает почти полувековое сотрудничество. Однако исследования подобного уровня проводятся впервые – не только в истории двух этих научных школ, но и во всероссийской практике. Начать их позволило создание в УдмФИЦ УрО РАН Центра коллективного пользования, оснащенного самым современным оборудованием.

– Уровень чувствительности приборной базы Центра коллективного пользования достаточен для проведения исследований, результаты которых мы публикуем в самых современных научных журналах, – рассказывает Сергей Турищев. – Здесь есть точные приборы, на которых с высоким разрешением можно изучать то, как в твердом теле, различных наночастицах атомы влияют друг на друга, изучать физические и физико-химические свойства и состояния разнообразных объектов. Таких приборов в буквальном смысле несколько на всей территории страны, а по ряду параметров – это просто уникальное оборудование.

Нам неизвестны подобные исследования таких объектов в нашей стране, тем более в условиях, очень близких к условиям окружающей среды. Мы не знаем примеров, когда кто-то бы делал подобные исследования на тех клетках, которые мы изучаем. Это – первая проба на таких приборах, и на текущий момент я могу сказать, что она очень-очень удачная и первые эксперименты выглядят очень оптимистически.


Междисциплинарное  исследование  исторических артефактов

Археологи и физики Удмуртского федерального исследовательского центра (УдмФИЦ) УрО РАН сегодня, 16 февраля, начали проведение междисциплинарных исследований археологических материалов, обнаруженных на территории республики.


В рамках сотрудничества планируются исследования найденных в ходе раскопок артефактов с помощью современного растрового электронного микроскопа, приобретенного в 2020 года для Центра коллективного пользования (ЦКП) УдмФИЦ УрО РАН «Центр физических и физико-химических методов анализа, исследования свойств и характеристик поверхности, наноструктур, материалов и изделий». Возможности этого прибора позволяют исследовать не только минералы и металлы, но и органические вещества, например - клетки живых организмов, процессы, происходящие при охлаждении и нагревании образца, в том числе в режиме реального времени.

Первыми артефактами, которые были обследованы в ЦКП, стали вещи, найденные на территории Варнинского могильника. Узнав, из каких сплавов были изготовлены древние украшения, ученые могут оценить уровень развития производства, установить и прояснить историко-культурную ситуацию в регионе того времени.

Варнинский могильник – памятник археологии V – первой половины X веков, расположенный близ деревни Варни Дебесского района Удмуртии. В ходе многолетних археологических раскопок было обнаружено более 500 захоронений, в которых найдено несколько тысяч артефактов. Среди них преобладают украшения женского костюма: гривны (шейные украшения), височные и шумящие подвески, ожерелья из бус, бисера и металлических привесок. В некоторых погребениях были найдены арабские дирхемы VII-VIII веков, что говорит о широких торговых связях средневекового населения бассейна реки Чепцы.

- Долгое время археологи не могли получить какую-то дополнительную информацию об этих вещах, довольствовались тем, что сравнивали, какие находки получают специалисты из других регионов, как эти находки друг с другом соотносятся, - рассказывает научный сотрудник отдела исторических исследований Удмуртского института истории, языка и литературы УдмФИЦ УрО РАН, кандидат исторических наук Татьяна Сабирова. - Но теперь благодаря нашим коллегам-физикам из Физико-технического института, благодаря Центру коллективного пользования и собственно самому прибору – электронному микроскопу - мы можем погрузиться внутрь этих находок и определить, из чего они сделаны. Это наш пилотный проект. Мы принесли наиболее характерные образцы, каждый из которых уникален по-своему.

Под микроскопом была исследована  поясная накладка. Выяснилось, что на её поверхность нанесен тонкий слой золота, и это позволяет делать вывод о том, что технологии того периода были достаточно развиты.

- Вещь это «импортная», - говорит Татьяна Сабирова, - на территорию Камско-Вятского междуречья она попала посредством торговых обменов. Стандартный путь таких обменов – водный, по рекам Кама и Волга. Таким образом, проведенный анализ подтверждает наличие торгово-культурных контактов с народами Ближнего Востока и Малой Азии.

- В настоящий момент микроскоп является одной из наиболее востребованных единиц научного оборудования ЦКП, - рассказывает руководитель Центра коллективного пользования (ЦКП), ведущий научный сотрудник Физико-технического института УдмФИЦ УрО РАН, кандидат физико-математических наук Ришат Валеев. - Мы надеемся, что новые открывшиеся возможности привлекут не только историков, но и исследователей из других научных направлений: биологов, геологов, медиков и т.д.

Первый опыт показал эффективность совместного взаимодействия. В дальнейшем историки и физики УдмФИЦ УрО РАН планируют провести анализ артефактов и других археологических культур на территории республики.



Новый семинар Центра коллективного пользования

10 февраля 2021 года ЦКП «Центр физических и физико-химических методов анализа, исследования свойств и характеристик поверхности, наноструктур, материалов и изделий» Удмуртского федерального исследовательского центра (УдмФИЦ) УрО РАН провел очередной семинар с онлайн участием в рамках мероприятий «Неделя науки 2021» на тему «Возможности ЦКП УдмФИЦ по исследованию свойств веществ и материалов. Перспективы междисциплинарных исследований».

20210210_110942_сайт.jpg

В семинаре приняли участие более 30 представителей различных компаний, для которых были представлены доклады, посвященные как общим принципам взаимодействия ЦКП с партнерами и заказчиками работ, так и конкретным методикам и направлениям проводимых исследований с использованием вновь приобретенного научного оборудования: сканирующей электронной микроскопии, термического анализа материалов и веществ, атомно-силовой микроскопии, исследований структуры, физико-химических и механических свойств, получения материалов методами аддитивной 3D печати.

Докладчиками выступили специалисты фирм-поставщиков научного оборудования Соковиков Ярослав Валерьевич (компания Scheltec), Краснобородько Сергей Юрьевич (компания «МТИОН»), Дмитрий Ионов (компания «Z-axis»), а также ведущие ученые УдмФИЦ УрО РАН (Валеев Ришат Галеевич, Бельтюков Артемий Николаевич, Никонова Роза Музафаровна). Следует отметить, что запись выступлений докладчиков размещена на сайте УдмФИЦ УрО РАН в разделе Центра коллективного пользования «Новости». Последовательность выступлений представлена согласно программе семинара:

Валеев Ришат Галеевич, руководитель ЦКП УдмФИЦ УрО РАН «Возможности центра коллективного пользования научным оборудованием для развития научно-технического потенциала региона»

Соковиков Ярослав Валерьевич, компания «Sсheltec» «Экспериментальные возможности термического анализатора STA8000 компании Perkin Elmer для исследований в области создания новых материалов и контроля качества»

Краснобородько Сергей Юрьевич, ООО «ЭМТИОН», ООО «НТ-МДТ» «Возможности сканирующей зондовой микроскопии: тренды развития и практическое применение с использованием АСМ-комплекса Ntegra Solaris»

Бельтюков Артемий Николаевич, УдмФИЦ УрО РАН «Экспериментальные возможности методов электронной микроскопии с использованием ESEM Thermo Fisher Scientific Quattro S»

Никонова Роза Музафаровна, УдмФИЦ УрО РАН «Методы исследования макро- и микроструктуры, физико-химического анализа и механических свойств материалов»

Дмитрий Ионов, компания Z-axis, менеджер проектов ExOne «Аддитивные технологии – 3D-печать изделий металлом по технологии Binder Jetting на примере оборудования ExOne»

Там же можно ознакомиться и с записью предыдущего семинара.


 
26 ноября 2020 года ЦКП УдмФИЦ УрО РАН проводился семинар "Аналитические возможности ДТА/ТГА анализа для исследования свойств материалов".
Для всех желающих доступно видео доклада ведущего специалиста компании "SchelTec AG" Соковикова Ярослава Валерьевича.