ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ – ДО МЕНЕЕ ОДНОГО НАНОМЕТРА

Полгода назад Институт физических исследований (ИФИ) НАН РА стал единственным в регионе обладателем просвечивающего электронного микроскопа высокого разрешения (Talos F200i). Стоимость этого прибора производства компании Thermo Fisher порядка 1 млн долларов. Приобрести дорогостоящее оборудование удалось благодаря тому, что институт выиграл грант Комитета по высшему образованию и науке Армении, который проводит конкурсы на приобретение новейшего оборудования. Потом опять-таки благодаря поддержке Комитета сотрудница ИФИ, кандидат физико-математических наук Астхик Кузанян прошла подготовку в Университете Нотр-Дам (США) по использованию нового микроскопа. Наличие современного прибора и подготовленного для работы на нем специалиста принципиально расширили исследовательские возможности института. 

ПРИ ПРОВЕДЕНИИ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ИСПОЛЬЗУЮТСЯ ЭЛЕКТРОННЫЕ МИКРОСКОПЫ ДВУХ ВИДОВ - сканирующие и просвечивающие, каждый из которых имеет свои преимущества.  Использование сканирующего микроскопа с высоким разрешением предоставляет достаточно много информации о поверхности исследуемого образца, позволяет получать трехмерное изображение, анализировать химический состав. А просвечивающий электронный микроскоп, который и был приобретен ИФИ, дает детальное изображение внутренней структуры образца, позволяет ее увидеть на уровне молекул и атомов, что дает более высокое разрешение на атомном уровне, определить элементный состав материала. При проведении исследований с применением просвечивающего электронного микроскопа используются образцы очень малых размеров и нанопорошки, исследованием которых уже давно занимаются в институте. Появилась возможность изучать такое волновое явление, как дифракция – огибание волнами разных препятствий, фазовый состав материала и т.д. Сейчас в ИФИ ожидается поступление еще одного микроскопа, что позволит еще более расширить исследовательские возможности.

  Хотя просвечивающий электронный микроскоп только начинает использоваться в проводимых в ИФИ исследованиях, первые результаты уже получены. При изучении наночастиц на основе железа, находящихся в углеродной матрице, удалось определить их размеры с точностью до 0, 1 нанометра, а также в основном объяснить характеристики и других исследуемых материалов.  Изучаются и углеродные нанотрубки, синтезированные в других научных учреждениях, хотя основные работы связаны с исследованием материалов, полученных в ИФИ.

Поскольку приобретенный этим институтом прибор является единственным в регионе, то ожидаются обращения по исследованиям с использованием просвечивающего микроскопа из других научных учреждений Армении и стран региона. Предварительные договоренности с рядом научных учреждений Армении и Грузии уже есть. Начата работа по подготовке образцов для дальнейших исследований.  А это очень важный и сложный этап, поскольку от качества образца будут зависеть результаты исследований, полученных с использованием оборудования ИФИ.

  Заказы других научных учреждений в основном будут оплачиваться, что полностью обосновано, поскольку содержание и обслуживание нового микроскопа обходится дорого, при этом дорогостоящие расходные материалы могут использоваться только один раз. Большие расходы связаны и с обеспечивающей безопасную работу микроскопа системой бесперебойного электропитания, контролем частоты и напряжения тока.

  ПЛАНИРУЕМЫЕ НА БЛИЖАЙШЕЕ ВРЕМЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ИМЕЮТ В ОСНОВНОМ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР. Однако уже в недалеком будущем предполагается получить результаты, которые найдут практическое применение, например, при производстве солнечных батарей. Возможности нового микроскопа позволят выявить неисправности в матрице, а также с высокой точностью определить толщину слоев многослойной структуры, что очень важно, поскольку от этого зависят характеристики солнечных батарей. То есть появится возможность оптимизировать процесс напыления и обеспечить высокое качество покрытия, что существенно повысит качество солнечных батарей.

 И все-таки, что конкретно даст науке Армении приобретение современного микроскопа?  Появится возможность синтеза любых наноматериалов, которые находят все более широкое применение в медицине, электронике, энергетике и разных отраслях промышленности. Причем все необходимые исследования будут проводиться в нашей стране. Прежде таких возможностей не было, поэтому ученым Армении приходилось проводить некоторые исследования и измерения в научных учреждениях США и Европы.

   И еще одно важное преимущество. Сегодня эффективность ученого определяется по числу статей в рейтинговых международных научных журналах, которые не публикуют результаты исследований, если они не подтверждены достоверными данными по размерам, структуре, морфологии и составу синтезированных материалов, а все эти характеристики могут быть получены только при использовании самой современной исследовательской аппаратуры.