Группа ученых ядерного университета МИФИ и НИЦ «Курчатовский институт» разработала устройство, которое способное буквально «разобрать» вещество на атомы. Прибор, получивший название «АТОТОМ», предназначен для атомно-зондовой томографии — исследования структуры материалов на атомном уровне с определением химической природы регистрируемых атомов.
Как рассказал руководитель проекта, профессор кафедры физики экстремальных состояний вещества МИФИ Сергей Рогожкин, в прибор помещали небольшой образец материала — «волосок» диаметром 0,3 – 0,4 мм и длиной 15 – 20 мм, после чего с помощью лазерных импульсов образец начинали испарять наноскопическими порциями — каждый раз количество вещества изменялось буквально на один-два атома. Одновременно химический состав испаренных атомов определяется методами масс-спектроскопии.
– Люди давно поняли, что свойство материала определяются не столько его составом, сколько структурой, – говорит Сергей Рогожкин. – А в последние десятилетия установлено, что не просто структура, но именно наноструктура определяет свойства современных материалов.
Полученные данные ученые обрабатывали на компьютере. И в результате получили трехмерную карту расположения атомов в исследуемом образце.
По словам эксперта, подобные исследования особенно важны для материалов химически сложного состава, в которых может быть 10 – 20 компонентов, а на конечные свойства композита или сплава большое влияние оказывают количественно ничтожные примеси.
В настоящее время подобные устройства в мире производит только одна американская компания, однако в нынешней геополитической ситуации прекращены не только поставки приборов в Россию, но и техническое обслуживание ранее закупленных устройств.
– Мы постарались решить задачу по доработке или созданию компонентов устройства на собственной приборной базе, – уточнил эксперт. – Одна из ключевых вещей – быстродействующий детектор, мы его создали с нуля на российских компонентах, и сейчас это полностью российская система. Сейчас мы можем использовать многие компоненты разных производителей, и это не ограничивает нас в скорости создания прибора.
Ученый отмечает, что «АТОТОМ» не уступает зарубежным аналогам по качеству, но имеет два преимущества: во-первых, его серийные образцы обещают быть по меньшей мере в два раза дешевле, а во-вторых, в МИФИ готовы разрабатывать устройства с особенностями, соответствующими особым потребностям заказчиков (например, с повышенной чувствительностью к некоторым параметрам), в то время как зарубежный производитель предлагает только типовые изделия.
Мона Платонова.
Фото minobrnauki.gov.ru
