Яминский И.В.

Группа сканирующей зондовой
микроскопии
И.В. Яминский
Приборостроение для нанотехнологий
07 октября 2011 года
Центр перспективных технологий
www.spm.genebee.msu.ru
Build a microscope and touch the surface:
Scanning probe microscopy
Graphite: carbon atoms
FemtoScan microscope
www.nanoscopy.net
Now and Before:
Scanning probe microscopy
V. Putin, April 2006.
Thomas Edison, 21 November, 1877.
Phonograph (Greek φωνη — sound and
γράφω — write).
Scanning probe
microscopy:
1981-1991: has shown a simple
way to nanotechnology
1987-present: main tool of
nanotechnology
2010: 1 000 000 000 $ market
www.nanoscopy.net
Межкафедральный проект разработки системы
цифроаналоговой обработки данных и удаленного
управления научными приборами
Кожин В.А. ведущий электроник, НИИЯФ МГУ
Скурихин А.В снс, НИИЯФ МГУ
Магазов И.А студент, мехмат МГУ
Савинов С.В. снс, физфак МГУ
Яминский И.В. профессор, физфак МГУ
Филонов А.С. снс, химфак МГУ
Многоканальная система сбора экспериментальных данных и удаленного
управления экспериментом
Плата на основе ПЛИС XC6SLX45T-3FGG484 Spartan-6 с логической
емкостью 45000 слайсов. Тактовая частота до 400МГц.
Плата цифроаналоговой обработки данных
Трехканальный контроллер шаговых двигателей с микрошагом 1/32
оборота.
Три канала дифференциальных высоковольтных усилителей с
диапазоном выходного напряжения +/- 200В
Четыре канала цифро-аналоговых преобразователей с линейностью 20
бит и временем преобразования 1мкс
Четыре канала дифференциальных цифро-аналоговых
преобразователей с линейностью 16 бит, с временем преобразования
10мкс
Два синхронизированных канала цифровых синтезаторов частоты с
разрядностью управляющего слова 32 бит
Два дифференциальных канала аналого-цифрового
преобразования с частотой дискретизации 1 МГц и
линейностью 18 бит
Два дифференциальных канала аналого-цифрового
преобразования с частотой дискретизации 1 МГц и
линейностью 18 бит и входным аналоговым
коммутатором на 8 входов
Синхронный детектор, позволяющий проводить
измерение амплитуды и фазы с погрешностью 5% во
всем частотном диапазоне
Методы диагностики клеток крови
Совместно с группой академика Мороза В.В., Институт общей реаниматологии РАМН
Изображение эритроцита после электропорации,
СЗМ ФемтоСкан
Зонд
Впервые выявлены
распределение и
характер повреждений
мембраны (нанопоры)
клетки при воздействии
электрического поля.
В. В. Мороз, А. М. Черныш, И. В. Яминский, Е. К. Козлова, Г. А. Киселёв, А. С. Филонов, М. С.
Богушевич, О.Е. Гудкова. Перспективы применения методов атомной силовой микроскопии в
реаниматологии // Общая реаниматология, IV (2008), 4, 51-54.
FemtoScan Scanning Probe Microscope
www.nanoscopy.net
Технологическая платформа «Медицина будущего»
Совместно с группой академика Егорова А.М., лаборатория
инженерной энзимологии Химического факультета МГУ
Тема проекта: Разработка портативного
анализатора на основе кантилеверных биочипов
для экспресс-диагностики рака предстательной
железы
Цена контракта: 7,6 млн. руб.
Срок выполнения: 350 дней
В рамках проекта должен быть разработан макет кантилеверного
анализатора, который позволяет регистрировать в режиме
реального времени свободный и связанный простат специфичные
антигены (ПСА).
Научная и технологическая разработка
фотометрического ДНК-биочип анализатора
Цель проекта – разработка
конструкторской и научно-технической
документации портативного
фотометрического ДНК-биочип
анализатора для точной количественной
регистрации результатов
гибридизационного анализа и их
последующей обработки, создание
отечественной технологии производства
таких приборов и наборов
диагностических тест-систем на основе
фотометрических ДНК-биочипов, выпуск
опытной серии с последующим
масштабированием.
Частичное локальное анодное окисление графита
Графит, d = 3.35 Å
Оксид графита, d = 6-11 Å
ОН
Н2О
СООН
ОН
Н2О
ОН
О
О
Н2О
Н2О
О
O.V. Sinitsyna, G.B. Meshkov and I.V.
Yaminsky, A novel tool for the local anodic
oxidation of graphite // Proc. IMechE, Part
N: J. Nanoengineering and Nanosystems,
224(N3-4), p.133-138, 2010
V, В: -8.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5
Частичное локальное анодное окисление графита
Топография
Топография
Разрешение при использовании
стандартных зондов 10-20 нм
Проводимость
Проводимость
Компоненты Интернетлаборатории
• Прибор:
•
СЗМ ФемтоСкан
• Система удаленного доступа к
прибору:
•
Веб-браузер
Клиентское
программное
обеспечение
ФемтоСкан Онлайн
JAVA клиент
Программное обеспечение ФемтоСкан Сервер,
ФемтоСкан Онлайн
• Система администрирования
(пользователей, задач, учебных
материалов):
•
Moodle
•
Сеть TCP/IP, Веб-серверы, базы данных
• Инфраструктура:
Веб-сервер
Обучающие
материалы,
Руководства,
Библиография,
Отчеты,
Оценки
Изображения в реальном
времени
База изображений
План занятия:
•Знакомство с теорией
•Выполнение практических занятий:
•Настройка обратной связи через Javaклиент
•Настройка обратной связи через
приложение-клиент (ФемтоСкан
Онлайн)
•Сканирование образца
•Обработка результатов
•Сдача работы
Серверное программное обеспечение микроскопа
Мини-веб-сервер
Все отчеты предоставляются через
систему Moodle в виде наборов файлов –
презентаций, таблиц, файлов с
результатами сканирования.
Инженерное образование: содружество МГУ-РОСНАНО
Проект «НаноТокарь»
www.nanotokar.ru
НаноТокарь.рф
Организация образовательной
площадки на заводе «Союз»:
МГУ-РОСНАНО-ЦПТ
Обучение трехмерному
моделированию, прототипированию и
точной механообработке:
2 цеха по 250 кв.м.
учебные аудитории
Реализация концепции:
университет-завод
http://www.strf.ru/material.aspx?CatalogId=222&d_no=42051
2007 – Первая международная конференция «Современные достижения бионаноскопии»
2008 – Вторая …
2009 – Третья …
2010 – Четвертая …
2011 – Пятая …
Sixth International Conference
Modern Trends in Bionanoscopy
18 -20 June 2012, Moscow
Moscow State University
www.nanoscopy.org
www.nanoscopy.net
2011 – Пятая международная конференция «Современные достижения бионаноскопии»
www.nanoscopy.org