В Челябинске представили японский супермикроскоп, модернизированный российскими умельцами

Фото: www.susu.ru

В чем выгоды оптической навигации по-русски? И  что может дать челябинским ученым взгляд в  глубь вещества «через окуляр» созданных изобретателями приборов «поколения next»? Это и  стало темой разговора с  одним из  авторов ноу-хау из  лаборатории инноваций Interlab Евгением Кремером , с  которым мы  встретились на  прошедшей в  Челябинске научно-практической конференции.

Оптонавигация по-русски!

—  Как родилась идея «скрестить» электронный микроскоп с  мобильником?

—  Для этих сложнейших устройств одна из  давних проблем  — выбор цели. Они видят исследуемый объект только крупным планом  — при минимальном 30-кратном увеличении! Если он  большой, найти участок изучения очень сложно! Такой объект приходится перемещать вручную, крутить ручку движения. Точность попадания мизерная, на  это уходила масса времени. Мы с  моими соавторами Игорем Чистяковым и  Германом Решетниковым пораскинули мозгами  и  нашли оригинальное решение  — задействовать мобильный телефон! Главная трудность  — обеспечить высочайшую точность перемещения: минимальный «шаг»  — 30 нанометров! Для сравнения, толщина человеческого волоса  — 60 тысяч нм.

—  И  все  же вы  сделали это…

—  Написали приложение для «Андроида», внутрь столика встроили Bluetooth, поставили шаговые электродвигатели, управляемые с  помощью джойстика и  смартфона. Теперь, сфотографировав объект сотовым телефоном, выбираем на  его дисплее интересующие места, отмечаем их, и  моторизованный столик сам подъезжает к  электронному микроскопу. Ничего не  надо крутить  — «японец» уже знает, куда нужно заглянуть  и  увеличить изображение в  сотни тысяч раз! Вся атомная структура в  заданной точке  как на  ладони! Как до  этого не  додумались создатели микроскопа из  компании Hitachi!? Когда мы в  конце прошлого года представили нашу разработку, им оставалось лишь кивать да разводить руками…

—  А не  планируете построить свой электронный микроскоп?

—  В  одиночку нам эту ношу не  потянуть. Сегодня в  мире всего пять крупнейших разработчиков и  производителей такой техники  — два в  Японии, по одному в  Германии, Нидерландах и  Чехии. Раньше была еще одна компания в  США, но  она свернула производство. Его нет ни в  Америке, ни в  Китае, ни в  России! В  советские годы на  Украине, в  Сумах пытались выпускать электронные микроскопы, но  они быстро устарели и  после развала СССР были сняты с  производства. Зайти с  нуля на  этот рынок невозможно  — это требует огромных вложений.

И все  же мы  готовы усовершенствовать продукцию «микрогигантов», адаптировать ее к  потребностям российской науки. Одна из  задумок  — «закладывать» исследуемый материал внутрь «электронного глаза»! К  примеру, если растянуть атомную решетку, то как изменится структура вещества?

Подняли «оптический предел»

—  А  что могут дать ваши микроисследования для Челябинской области?

—  В  челябинских вузах электронные микроскопы, по словам заведующего лаборатории физических исследований ЮУрГУ Дениса Исакова , во  многом устарели, не  всегда соответствуют современным требованиям. А  наши приборы более современны, универсальны, с  самым высоким разрешением. Мы  даже готовы предложить южноуральским ученым настольный электронный микроскоп, который легко переносить с  места на  место.

Но и у  челябинцев есть чему поучиться! На  встрече профессор кафедры оптоинформатики ЮУрГУ, доктор физико-математических наук Юрий Микляев и  доцент Сергей Ассельборн рассказали о  своих разработках по повышению разрешения оптических микроскопов. В  качестве сканера они используют особую суспензию из  микрочастиц, которая наносится на  образец. И  сумели экспериментально поднять разрешение микроскопа в 6 раз  до 96 нанометров!

—  Чем еще могут удивить челябинские оптики?

—  Творческая группа профессора Юрия Микляева достигла потрясающих результатов в  лазерном микроструктурировании оптических элементов. Запись микроструктур, или так называемых бреговских решеток в  оптоволокне,  — это своего рода канал связи, которому можно найти массу применений. К  примеру, эту инновационную технологию можно использовать для исследования качества ремонта дорог, виадуков  — сенсорные оптодатчики дадут самую точную информацию о  давлении, температуре, деформации проезжей части и  конструкций мостовых сооружений. Это новшество может найти применение и в  нефтяной отрасли  для «диагностики здоровья» трубопроводов, скважин.

Мы готовы поделиться своими исследованиями и  взять для себя лучшее из  наработок челябинских ученых.

Экспресс-скрининг

—  А  можно  ли заглянуть внутрь материи без дорогостоящей оптоэлектроники? Есть  ли альтернатива?

—  Своего рода альтернативой электронно-микроскопному анализу может стать химический метод. И в  этом плане мы  продвинулись немало! К  примеру, сконструировали и  изготовили газовый хроматограф «Маэстро‑2ГХ», а  также приставку к  нему  — масс-спектрометр «Маэстро-αМС» (сегодня его аналогов в  России нет), оснащенный керамическим источником ионизации, сконструированным нашими инженерами. Этот уникальный прибор удостоен медали на  прошедшей в 2017 году в  Москве всероссийской выставке «Аналитика-экспо».

—  Где он  может найти применение?

—  Наш хроматограф (он двух видов  — газовый и  жидкостный) может разделять смесь растительного или биологического происхождения на  составляющие, а  токсикологический анализатор на  базе масс-спектрометра  определять, что это за  вещество. Например, наркотик или алкоголь в  крови, остатки взрывчатого вещества после теракта! В  системе экспресс-скрининга на  наркотики применяются наши экстакционные трубки. Капнув кровь в  пробирку с  разработанным нами запатентованным составом, можно «отделить лишнее», оставив лишь вещество с  наркотическими свойствами.

Кроме полиции, силовых структур, судебно-медицинской экспертизы, этот прибор уже применяется в  химическом, фармацевтическом, пищевом производстве, где он  сразу выявит примеси в  некачественном сырье, конечном продукте.

Виртуальный диагноз?

—  А  какие возможности открываются в  медицине?

—  Другое наше изобретение  — микробиологический анализатор  — можно использовать для быстрого выявления возбудителей болезней. Он  уже успешно прошел испытания. Классический способ  — бакпосев  — требует 3-4 дня для его вызревания, а  наш универсальный прибор определяет природу бактерий всего за  час! На их  клеточных стенках имеются вещества  — полисахариды: мы их «состригаем» химическим путем, определяем массу молекул и, сравнивая с эталоном, выявляем бактерию.

Этот метод мы  разработали вместе с  доктором биологических наук, профессором Института академической токсикологии Георгием Осиповым . Сейчас усовершенствуем его, увеличив количество микробных маркеров. Они неповторимы, их  можно сравнить с  отпечатками пальцев человека! Думаю, наш диагност пригодится и  челябинским медикам, которые уже переходят на  электронные медицинские карты, из  которых наш метод позволит извлечь любые данные о  здоровье пациентов. Создаваемая у  нас «электронная библиотека» в  будущем поможет искусственному интеллекту прийти на  помощь врачу, поставить «виртуальный диагноз» и  давать советы по излечению.

по материалам сайта up74.ru

 
По теме
В Центре профессиональной подготовки ГУ МВД России по Челябинской области слушателей «Детской полицейской академии» посетил известный уральский спелеоархеолог – Владимир Юрин.
23.10.2018
Наш «Ориентир» - ЮУрГГПУ Студенты ЮУрГГПУ стали организаторами и участниками Школы по студенческому самоуправлению и технологиям прямых всеобщих выборов председателей студенческих советов УрФО «Ориентир».
23.10.2018
 
«Молодые навек»: А. Г. Базаев - ЮУрГГПУ В преддверии столетнего юбилея Всесоюзного Ленинского коммунистического союза молодёжи мы публикуем серию интервью с активными комсомольцами Челябинского педагогического института, ныне сотрудниками вуза.
23.10.2018
Армрестлинг – самый доступный спорт! - ЮУрГГПУ Армрестлинг является самым демократичным и мирным видом единоборств, который не требует специальных помещений, оборудования и снаряжения.
23.10.2018
 
МГТУ запускает завод в Арабских Эмиратах - МГТУ им. Г.И. Носова Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова с очередным рабочим визитом посетила делегация из Объединенных Арабских Эмиратов,
22.10.2018 МГТУ им. Г.И. Носова
Где научиться лидерству? - МГТУ им. Г.И. Носова С этой целью на «Школу студенческого лидера» студенты МГТУ им. Г.И. Носова приезжают уже седьмой год.
23.10.2018 МГТУ им. Г.И. Носова
Армрестлинг – самый доступный спорт! - ЮУрГГПУ Армрестлинг является самым демократичным и мирным видом единоборств, который не требует специальных помещений, оборудования и снаряжения.
23.10.2018 ЮУрГГПУ
Журналисты «Комсомолки» разбирают вопросы по бойне в Керчи, ответов на которые нет до сих пор Андрей ГОРБУНОВ Анастасия ЖУКОВА Александра КОРШУНОВА 1) Откуда стрелок взял деньги на лицензию, ружье и патроны?
22.10.2018 КП Челябинск
Сегодня утром в Петрозаводском поселении произошел пожар. Сигнал о пожаре поступил на пульт диспетчера 44 ПСЧ около 11:00 утра.
23.10.2018 Жизнь района
Лето – не во сне, а наяву - Озерский вестник В минувшее воскресенье, 21октября, выставочный зал городской библиотеки наполнился яркими красками.
23.10.2018 Озерский вестник
В Миассе строят скалодром - Миасский рабочий На его возведение из областного и городского бюджетов выделено более 9 миллионов рублей.
23.10.2018 Миасский рабочий
В начале октября в ДК п. Гранитного прошёл большой праздник спорта. «Золотая осень» - так организаторы назвали турнир по греко-римской борьбе среди юношей 2006 года рождения и младше.
22.10.2018 Кизильский вестник
21 октября в подтрибунном помещении стадиона СОЦ «Никельщик» прошли зональное первенство и чемпионат Челябинской области по лёгкой атлетике.
22.10.2018 Уфалейский Рабочий
Губернатор встретился с премьером - Карталинская новь На встрече с Дмитрием Медведевым Борис Дубровский доложил о подготовке Челябинска к проведению саммитов ШОС и БРИКС.
23.10.2018 Карталинская новь
ВАЖНО. ГИБДД усилит работу в осенние каникулы - Агентство новостей Доступ В осенние каникулы инспекторы ГИБДД Челябинской области усилят работу с малолетними участниками дорожного движения – профилактические акции пройдут с 22 октября по 12 ноября, передает корреспондент Агентства новостей «Доступ».
23.10.2018 Агентство новостей Доступ
На днях в гости к воспитанникам центраентр помощи детям, оставшимся без попечения родителей Троицка пришли представители Южноуральского предприятия магистральных электрических сетей филиала ПАО «ФСК ЕЭС» с уроком по электробезопасности.
23.10.2018 Министерство социальных отношений