Интеграция режима сканирующей капиллярной микроскопии в сканирующие зондовые микроскопы открывает новые возможности в области управления локальными химическими реакциями.

УДК 621.385.833
ВАК 05.11.13
DOI: 10.22184/1993-8578.2017.75.4.64.67

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
ISSN 1993-8578
ISSN 2687-0282 (online)
Книги по нанотехнологиям
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
Головин Д.Ю., Тюрин А.И., Самодуров А.И., Дивин А. Г., Головин Ю.И.; под общей редакцией Ю.И. Головина
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Выпуск #4/2017
И.Яминский, А.Ахметова, М.Смирнова
Сканирующая зондовая микроскопия локальных химических реакций в осажденных тонких пленках
Просмотры: 4075
Интеграция режима сканирующей капиллярной микроскопии в сканирующие зондовые микроскопы открывает новые возможности в области управления локальными химическими реакциями.

УДК 621.385.833
ВАК 05.11.13
DOI: 10.22184/1993-8578.2017.75.4.64.67
Для многих практических приложений особый интерес представляет контролируемая модификация поверхности в естественных условиях – на воздухе и в жидких средах, в том числе проведение химических реакций с вовлечением минимального количества атомов и молекул. Изменение свойств поверхности и проведение химических реакций в областях нанометрового масштаба открывает новые пути создания химических и биологических сенсоров с предельной чувствительностью на уровне единичных атомов и молекул.
Именно определение основных закономерностей локальной модификации поверхности в условиях естественного окружения является ключевой задачей совместного проекта ученых МГУ им. М.В.Ломоносова и Шарифского университета (Тегеран, Иран) [1]. Иранские коллеги во главе с научным руководителем проекта Фаршадом Салехи обладают большим опытом фундаментальных исследований тонких пленок, имеют богатую экспериментальную технологическую базу для создания проводящих и диэлектрических пленок с требуемыми параметрами. Благодаря совместной реализации проекта разработаны новые методы модификации поверхности в естественных средах с изменчивыми параметрами: температурой, составом, скоростью потока и пр.

В сканирующем зондовом микроскопе "ФемтоСкан", который активно используется в научных исследованиях и технологических работах как российской, так и иранской сторонами, реализована уникальная возможность управления всеми режимами измерений в многопользовательском режиме через Интернет. Благодаря этому эксперименты по сканирующей зондовой микроскопии проводятся совместно удаленным образом, причем как российские, так и иранские ученые получают все данные в режиме реального времени. Это особенно важно для сложных и длительных экспериментов, к которым относятся опыты по модификации поверхности материалов, экспериментальные работы по определению влияния параметров окружающей среды на характер протекания поверхностных локальных реакций.
В данный момент наша группа осуществляет интеграцию режима сканирующей капиллярной микроскопии в сканирующие зондовые микроскопы "ФемтоСкан" и "ФемтоСкан Х" [2]. С помощью сканирующего туннельного микроскопа исследуется возможность удаления отдельных атомов и локальных областей с графитовых подложек в воздушной среде при контролируемой влажности в диапазоне 10–95%. Также перед нами стоит задача апробации технологии создания многоканальных капилляров с диаметром выходных отверстий от 5 до 100 нм.
Другие задачи проекта:
• создание литографического рисунка с помощью сканирующего зондового микроскопа с характерным размером на уровне 50 нм на поверхности углеродных материалов, металлических пленок (алюминий, титан) и полупроводников (легированный кремний);
• отработка методов литографии с атомным разрешением на воздухе и в условиях контролируемой газовой среды;
• оценка локального энергетического воздействия электрического импульса на поверхность материалов.
В перспективе рассматриваются задачи доставки химических реагентов и буферов в область нанометрового масштаба с помощью многоканальных капиллярных систем. Для этих задач используется сканирующий ион-проводящий микроскоп, в котором капиллярный зонд может выступать в качестве средства доставки веществ, электрохимического сенсора, измерителя pH, тест-системы для обнаружения ионов металлов и др. Такое решение позволяет реализовать новые подходы в нанолитографии в условиях естественного окружения – воздушной и водной среды. Многоканальный капиллярный зонд дает возможность создавать в локальной области условия для протекания заданных локальных химических реакций. Возможности сканирующей ион-проводящей микроскопии значительно шире, чем просто наблюдение рельефа поверхности шероховатых объектов с низкой механической жесткостью. Использование многоканальных капилляров в качестве зонда перспективно для мультипараметрического анализа клеток [3, 4].
В настоящее время многоканальные капилляры используются в центре молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" при изучении клеток крови в рамках направления "Биомедицина" платформы Healthnet Национальной технологической инициативы (рис.1–3). С помощью многоканальных капилляров изучается возможность определения антибиотикорезистентности бактерий E.coli. С применением сканирующего ион-проводящего микроскопа ведется работа по визуализации эритроцитов, в частности, осваивается техника деликатного прикрепления эритроцитов к покровному стеклу с использованием полилизина.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта 17-52-560001. Авторы выражают искреннюю благодарность Правительству Москвы, Департаменту науки, промышленной политики и предпринимательства г. Москвы, Минэкономразвития России (Договор № 8/3-63ин-16 от 22 августа 2016 года) за финансовую поддержку проектов ЦМИТ  "Нанотехнологии".
ЛИТЕРАТУРА
1. Ахметова А., Мешков Г., Яминский И., Салехи Ф. "ФемтоСкан" и международное сотрудничество // НАНОИНДУСТРИЯ. 2016. № 67(5). C. 90–92.
2. Синицына О.В., Яминский И.В. Сканирующая капиллярная микроскопия // Медицина и высокие технологии. 2016. № 4. C. 20–21.
3. Макарова Е., Багров Д., Горелкин П., Ерофеев А., Яминский И. Наблюдение эритроцитов с помощью атомно-силовой и сканирующей ион-проводящей микроскопии // НАНОИНДУСТРИЯ. 2015. № 56(2). C. 42–47.
4. Макарова Е.С., Багров Д.В., Горелкин П.В., Ерофеев А.С., Яминский И.В. Визуализация эритроцитов методами атомно-силовой и сканирующей ион-проводящей микроскопии // Медицина и высокие технологии. 2015. № 2. C. 42–45.

1 Физический факультет МГУ им. М.В.Ломоносова / Lomonosov Moscow State University, Faculty of Physics.
2 Центр перспективных технологий / Advanced Technologies Center.
 
 Отзывы читателей
Разработка: студия Green Art