Атомний мікроскоп
Чи можливо вручну створити мікроскоп, здатний детально відобразити структуру атома? Можливо! Такий прилад студенти МДУ під керівництвом професора Ямінського збирають вже на 1 та 2 курсах навчання. СамІгор Ямінський, професор фізичного та хімічного факультетів МДУ та директор«Центру перспективних технологій», свій перший зондовий мікроскоп сконструював понад 25 років тому. А 1997 року центр випустив«ФемтоСкани». Ці мікроскопи набули широкого поширення і неодноразово вдосконалювалися. Так, нещодавно вийшов новий надшвидкий «ФемтоСкан Х».
Принцип роботи приладу простий: найтонший зонд – кантилевер – переміщається поверхнею зразка і фіксує його нерівності. Ця інформація надходить до комп'ютера, і на екрані виникає тривимірне зображення об'єкта. Раніше, щоб його отримати, «ФемтоСканам», як і їхнім аналогам, була потрібна хвилина. новий"ФемтоСкан Х" видає зображення за частки секунди, тобто більш ніж у 100 разів швидше. До того ж, він набагато простіше у використанні. Як розповів професор МДУ та генеральний директор ЗАТ «Центр перспективних технологій» Ігор Ямінський, зразок кріпиться магнітним власником. Жодних спеціальних засувок і засувок не потрібно. Вбудований у мікроскоп сканер забезпечує переміщення досліджуваного об'єкта за трьома координатами з точністю до 0,001нм, тобто у 100 разів меншою за розмір одного атома, а також доступ до нього з усіх боків. Промінь світла від лазера потрапляє на кантилевер, і відбитий промінь світла потрапляє на фотодетектор.
Таким чином отримують детальне зображення будь-якої атомної структури, біологічної клітини або її частини. Прилади серії «ФемтоСкан» сканують більш ніж у 50 режимах та отримують зображення як у повітрі, так і в рідких середовищах. Аотже, більше немає потреби висушувати клітину і можна побачити її в мікроскоп живий – з усіма безперервними змінами. А слідкувати за показаннями приладу, як і в попередніх моделях «ФемтоСкана», можна цілодобово в режимі онлайн.
Олександр Філонов, РОЗРОБНИК ПРОГРАМИ«ФЕМТОСКАН ОНЛАЙН»:
Розрахований на багато користувачів режим і управління через інтернет - тільки через цю програму. Це один зразок, але знятий у різних місцях. П'єзоманіпулятор - у нього обмежений діапазон є, який дозволяє отримати тільки одне зображення. Але ще, переміщуючи зразок, ми можемо одержати кілька зображень поряд. В результаті вийшло 12 картинок, які ми потім зібрали в одну.
Розробка програмістаСергія Савінова дозволяє налаштувати «Фемтоскан» вручну, тобто забезпечити мінімальну похибку, а також керувати всіма параметрами приладу. Створенням та вдосконаленням програм для «ФемтоСкану» займаються й інші студенти та аспіранти Ямінського.
Ільгіз Магазов, РОЗРОБНИК ПРОГРАМИ
Картинка може вийти набагато краще і результати будуть зовсім інші, ніж якщо ці параметри були б заховані. Можна для різних типів кантилеверів, різних типів об'єктів задавати різні параметри. Щоб не зіпсувати біологічний об'єкт, можна зменшити силу, з якою подаватиметься зворотний зв'язок при цьому підведенні.
Над приладами вчені працюють у стінах рідного університету – у кількох кімнатах корпусу «А» МДУ. Складання наномікроскопа вартістю понад 3 мільйони рублів виконують вручну тут же на Ленінських горах - в одному з приміщеньзаводу «Союз». Раніше деталі «ФемтоСкана» виготовляли на звичайних токарних та фрезерних верстатах при створенні надшвидкого мікроскопа.освоїли нові обробні центри, керовані лише однією кнопкою. Чого ж чекають від сучасних мікроскопів користувачі?
Сергій Смирнов, випускник МДУ
Ну, найголовніше в будь-якому мікроскопі - це природно якість картинки, оскільки мета мікроскопії - отримати хорошу картинку. Тобто від мікроскопа я чекаю саме на отримання високої роздільної здатності об'єктів, які я досліджую. Тунельна мікроскопія в якомусь плані краще, у якомусь гіршому. Вона зрозуміліша: як трактувати величину, яку ти отримуєш, але складніше із зразками. А в атомно-силовій мікроскопії, у різних різновидах, зразки не обов'язково мають бути провідними. І тому вона універсальніша. Природно, від мікроскопа я хочу, щоб була максимальна функціональність, тобто щоб я міг за необхідності використовувати тунельну мікроскопію, або атомно-силову.
Наразі програмне забезпечення «ФемтоСкан» працює в університетах та наукових центрах України, США, Англії, Німеччини, Франції, Японії, Південної Кореї, Фінляндії та Словаччини. А високошвидкісний «ФемтоСкан Х» дозволить вченим ще детальніше вивчити роботу клітин та зафіксувати на знімках процеси, які раніше були недоступні.