Наноиндустрия #5/2024
И.В.Яминский
ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ "ФЕМТОСКАН ОНЛАЙН": ОТ СРЕДНЕЙ ДО ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.5.276.280 Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн", являясь высокопрофессиональным продуктом для научных исследований, оказалось удачным инструментом для образовательной деятельности в средней и высшей школе. В научных исследованиях "ФемтоСкан Онлайн" предоставляет весь спектр необходимых решений для сбора, хранения, анализа, обработки и дальнейшего применения экспериментальных данных оптической, электронной и зондовой микроскопии. Наибольшая ценность программного обеспечения "ФемтоСкан Онлайн" состоит в широких возможностях работы с трехмерными изображениями в различных ракурсах, цветовых гаммах с использованием математических фильтров и операций, количественной обработки и наглядного визуального представления. В "ФемтоСкан Онлайн" также предусмотрена возможность работы с двумерными данными – диаграммами, графиками, сканами и пр. Обработка фотографий тоже может находиться в фокусе "ФемтоСкан Онлайн". Наноиндустрия #5/2024
Б.А.Логинов, В.А.Беспалов, А.Н.Образцов, А.Б.Логинов, В.Б.Логинов, Ю.В.Хрипунов, М.А.Щербина, Д.А.Севостьянова, Д.С.Богданова, Р.Г.Горбачев, К.Е.Кондратьева, М.А.Лебедева, А.А.Мульгин, Д.А.Шевченко
РАЗРАБОТКА ШИРОКОПОЛЬНОГО СКАНЕРА- ПРОФИЛОМЕТРА И НОВЫХ СПОСОБОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТВЕРДОСТИ ДЛЯ ПЕРВОГО В МИРЕ АТОМНО- СИЛОВОГО МИКРОСКОПА – СПУТНИКА ЗЕМЛИ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2024.17.5.248.258 Предложена и проработана новая конструкция сканера для атомно-силового микроскопа-спутника, предназначенного для работы в течение нескольких лет в автономном режиме в открытом космосе с целью исследования орбит на содержание микро- и наночастиц пыли на базе профилометра в качестве одной из осей сканирования. Микроскоп с данным сканером рассчитан и проверен на стойкость к перегрузкам до 50g при запуске, энергопотреблению не более 1 Вт от солнечных батарей, устойчив к потокам быстрых ионов солнечной плазмы, имеет большое поле сканирования открытого на космос зеркала для обнаружения и исследования попадающих на него частиц даже при малом их количестве. Показано, что применяемый в профилометрах индуктивный датчик с линейным приводом на длину в десятки миллиметров дорабатывается до разрешения в 1 нм, как по высотам рельефа за счет уменьшения магнитного зазора, так и по латерали за счет использования сверхострых алмазных игл с острием из нескольких атомов на конце. Применение второго линейного привода для второй координаты обеспечивает сканирование строчка за строчкой больших площадей с нанометровой точностью до 10 Гигапикселей, при этом сканирование одного кадра за несколько суток вполне допустимо для космического эксперимента, длящегося несколько лет в автономном режиме. При выборе материала зеркала микроскопа разработаны новые способы измерения твердости объемных материалов и тонких пленок, имеющие ряд принципиальных преимуществ и не требующие каких-либо других приборов при наличии профилометров или зондовых микроскопов. Изготовлены и испытаны макеты основных узлов нового сканера, которые показали его принципиальную работоспособность и позволили приступить к патентованию и изготовлению летной версии автономного космического атомно-силового микроскопа, претендующего на звание "первого в мире". Наноиндустрия #2/2024
А.Ф.Ахкямова, А.Ф.Абукаев, И.И.Рулев, А.Ю.Коняхина, А.П.Мельников, Д.А.Иванов
СОВМЕЩЕНИЕ МЕТОДОВ НАНОКАЛОРИМЕТРИИ И АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ НА НАНОШКАЛЕ На данный момент активно развивается широкий спектр аналитических экспресс-методов, предназначенных для физико-химического анализа органических соединений. В данной работе показана возможность исследования микроколичеств полимерных материалов с использованием метода нанокалориметрии на чипе, совмещенного с атомно-силовой микроскопией. В работе создана экспериментальная установка для проведения совмещенных исследований методами сверхбыстрой калориметрии на чипе (нанокалориметрии) и атомно-силовой микроскопии (АСМ), рассмотрены основные технологические аспекты совмещения двух методов, и изучено поведение нанокалориметрического сенсора при взаимодействии с холодным кантилевером АСМ в ходе измерений in situ микроколичеств полимерных материалов при различных температурах. Наноиндустрия #2/2024
Е.В.Дубровин, О.Н.Королева, Н.В.Кузьмина, В.Л.Друца
ИССЛЕДОВАНИЕ АГРЕГАТОВ БЕЛКА ЯДЕРНОГО ЭКСПОРТА ВИРУСА ГРИППА А С ПОМОЩЬЮ АТОМНО-СИЛОВОЙ МИКРОСКОПИИ Белок ядерного экспорта (NEP) играет важную роль во внутриклеточных процессах при инфицировании клеток хозяина. В данной работе впервые с помощью атомно-силовой микроскопии выявлены и охарактеризованы агрегаты различной морфологии и размеров. Полученные результаты могут быть востребованы для разработки новых противовирусных препаратов и создания систем доставки лекарственных средств на основе NEP. Наноиндустрия #2/2024
А.И.Ахметова, Т.О.Советников, Б.А.Логинов, Д.И.Яминский, И.В.Яминский
КВАРЦЕВАЯ ЭТАЛОННАЯ МЕРА ДЛЯ СКАНИРУЮЩЕЙ ЗОНДОВОЙ МИКРОСКОПИИ Повышение точности и достоверности измерений в наномасштабе становится все более актуальной задачей для различных приложений, особенно в таких областях, как полупроводниковая электроника, оптические метаматериалы, сенсоры и биологические измерения. С появлением методов визуализации высокого разрешения закономерно возникла и потребность в метрологической поверке этих приборов. Появилась задача измерить наноразмерную морфологию в конкретном местоположении, что требует точности позиционирования как в вертикальном, так и в латеральном направлении. Стабильность и надежность измерений требуют регулярно отлаживать микроскоп с помощью калибровочных средств. Одним из таких эталонов могут быть кварцевые калибровочные меры. Наноиндустрия #1/2024
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
КЛАСТЕР ЛОМОНОСОВ: ГОД СПУСТЯ. РАБОТАЕМ! DOI: 10.22184/1993-8578.2024.17.1.50.54 Год назад, 25 января 2023 года, состоялось торжественное открытие кластера Ломоносов [1]. За этот год удалось многое построить, усовершенствовать и значительно улучшить. Для Центра перспективных технологий ушедший 2023-й был успешным по достижениям в научно-техническом плане. Была разработана и собрана существенно улучшенная установка для совмещенной сканирующей капиллярной микроскопии и молекулярной 3D-печати, создано быстрое и эффективное решение для построения аппаратуры физического эксперимента, профессиональной измерительной и управляющей электроники с высокосовершенными "мозгами" на базе ПЛИС. Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн" остается одним из лучших решений для обработки 3D-данных в микроскопии. Наноиндустрия #7-8/2023
А.И.Ахметова, И.В.Яминский,Т.О.Советников
"ФЕМТОСКАН ОНЛАЙН": 3D-ВИЗУАЛИЗАЦИЯ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ БИОНАНОСКОПИИ DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.7-8.450.455 Атомно-силовая микроскопия – это уникальный инструмент для изучения 3D-морфологии биологических объектов и измерения их свойств. Для применения метода и интерпретации полученных данных немаловажную роль играет программное обеспечение, которое позволяет корректно обработать изображения, убрать артефакты сканирования и собрать воедино ценную информацию об объектах [1, 2]. В ПО "ФемтоСкан Онлайн" реализовано несколько функций, которые существенно облегчают обработку изображений и сбор данных об интересующих объектах. Наноиндустрия #2/2023
Ю.Д.Иванов, И.Д.Шумов, А.Ф.Козлов, М.О.Ершова, А.А.Валуева, И.А.Иванова, В.Ю.Татур, А.А.Лукьяница, Н.Д.Иванова, Е.Д.Неведрова, В.С.Зиборов
АСМ-ИССЛЕДОВАНИЕ ПОСТ-ЭФФЕКТА ДВИЖЕНИЯ ГЛИЦЕРИНА В ВЫХОДНОЙ ЧАСТИ ПРОТОЧНОЙ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НА АДСОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА БЕЛКА DOI: https://doi.org/10.22184/1993-8578.2023.16.2.106.113 Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследован пост-эффект движения глицерина по спиральной проточной системе на адсорбционные свойства белка пероксидазы хрена (ПХ), инкубированного вблизи линейной части выходной части проточной системы. Наноиндустрия #5/2021
О.В.Синицына, М.М.Воробьев, И.В.Яминский
Автоматизированный поиск наночастиц на изображениях зондовой микроскопии с использованием нейронной сети DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.5.276.280 Использование автоматизированного поиска объектов в зондовой микроскопии дает ряд серьезных преимуществ: высокую скорость обработки данных, минимизацию влияния экспериментатора на процесс измерений, возможность увеличить объем данных, используемых для анализа. В данной работе на примере данных атомно-силовой микроскопии белковых наночастиц мы показали, что для поиска наночастиц, размеры которых сравнимы с уровнем шума, более точный результат дает алгоритм с использованием нейронной сети, тогда как более крупные наночастицы более точно выделяет пороговый алгоритм. Наноиндустрия #2/2021
И.В.Яминский, А.И.Ахметова
Атомно-силовая микроскопия: изучение вирусов DOI: 10.22184/1993-8578.2021.14.2.102.106 Вирусы – это объекты природы размером в десятки-сотни нанометров. Они часто состоят из молекул всего лишь двух типов: нуклеиновой кислоты, ДНК или РНК и белков. Иногда добавляются и липиды. Вирусы не могут самостоятельно размножаться, как, например, бактерии. Репликацию вирусов проводит сама инфицированная клетка, для чего она нарабатывает много копий нуклеиновых кислот и белков. В статье мы рассмотрим в деталях с помощью атомно-силового микроскопа различные виды вирусов, увидим их структурные особенности, которые делают их неуязвимыми, и узнаем, может ли одна вирусная частица вызвать заболевание.