ЛАБОРАТОРИЯ ИНЖЕНЕРНОГО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ

 

Факультета фундаментальной физико-химической инженерии

Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Ход выполнения работ по проекту

 

«Нанолаборатория на чипе - высокотехнологичная комплексная система диагностики полимерных нанообъектов»

 

 

Этап №1 "Выбор направления исследований" (30.06.2014-31.12.2014)

 

В работе проведен аналитический обзор современной научно-технической, нормативной, методической литературы, затрагивающей научно-техническую проблему, связанную с созданием «Нанолаборатории на чипе», уникального комплекса оборудования, позволяющего проводить всесторонние физико-химические исследования нанообъектов. Наиболее подробно рассмотрена возможность одновременного анализа структуры и теплофизических свойств материалов, используя Нанокалориметр как ядро создаваемой «Нанолаборатории на чипе». Так, особое внимание уделено возможности сочетания нанокалориметрии с оптической микроскопией, рамановской микроскопией, сканирующей зондовой микроскопией и нанофокусной синхротронной рентгеновской дифракцией. Показана научная и практическая важность одновременного использования данных методов в комбинации с теплофизическими измерениями на нанообразцах. Разработаны методики приготовления наноструктурированных материалов для одновременного изучения структуры и теплофизических свойств методами нанокалориметрии и нанофокусного рентгеновского рассеяния. Все работы выполнены полностью в соответствии с планом-графиком.

 

Этап №2 "Теоретические исследования поставленных перед ПНИ задач" (01.01.2015-30.06.2015)

 

Разработаны технические и функциональные требования к комплексу оборудования – «Нанолаборатории на чипе»; в частности, рассмотрены отдельные составляющие комплекса: нанокалориметрический сенсор, аппаратная и программная части ядра разрабатываемого комплекса – нанокалориметра. Кроме того, основываясь на данных, полученных в ходе работ по этапу 1, были сформированы технические и функциональные требования к установкам по совмещению методов нанокалориметрии с оптической микроскопией и синхротронной нанофокусной дифракцией, необходимость использования которых уже неоднократно обсуждалась. Разработаны методики калибровки нанокалориметрических сенсоров. Данные исследования играют важную роль при изучении теплофизических свойств образцов методами нанокалориметрии и позволяют с большой точностью определять макроскопические параметры исследуемых материалов. Была предложена уникальная методика, позволяющая провести калибровку сенсора за несколько простых шагов, с использованием таких доступных материалов-калибрантов, как индий, олово и висмут. Программы исследований, запланированные на данном этапе, в соответствии с планом-графиком, были выполнены полностью. Разработанные на данном этапе методики будут использованы для проведения исследований на втором этапе выполнения работ по проекту. Все работы выполнены полностью в соответствии с планом-графиком.

 

Этап №3 "Разработка методологии проведения экспериментальных исследований структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов" (01.07.2015- 31.12.2015)

 

Выполнена разработка методики, позволяющей проводить структурные и теплофизические исследования на базе комплекса - "Нанолаборатория на чипе" в различных режимах. Методика адаптирована под различные нанокалориметрические сенсоры и учитывает возможность сочетания методов калориметрии с другими методами по изучению структуры и теплофизических свойств. Разработан комплект соответствующей методологической документации для проведения экспериментальных исследований структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов с помощью предлагаемого комплекса оборудования - "Нанолаборатория на чипе".

Разработана технология производства разрабатываемого комплекса оборудования "Нанолаборатория на чипе". Технология производства ориентирована на конечную сборку и проверку контроля качества на базе Лаборатории Инженерного Материаловедения ФФФХИ Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова, с целью доработки и усовершенствования в процессе изготовления экспериментальной партии комплексов на будущих этапах.

Разработан комплект соответствующей эскизной конструкторской документации на экспериментальный образец комплекса оборудования - "Нанолаборатория на чипе", позволяющий разработку производственного технологического  регламента на любой подходящей базе.

 

Этап №4 "Экспериментальные исследования поставленных перед ПНИ задач" (01.01.2016- 30.06.2016)

 

В ходе выполненных работ на данном этапе была изготовлена и собрана экспериментальная партия Нанокалориметров в количестве 3 шт. для использования в «Нанолаборатории на чипе», предназначенной для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов. Кроме того, был изготовлен экспериментальный образец комплекса оборудования –«Нанолаборатории на чипе» – для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов, интегрированный в современное экспериментальное оборудование. Разработанная на предыдущем этапе №3 ПНИ эскизная конструкторская документация легла в основу проведенных работ на этапе 4. Были закуплены комплектующие для создания «Нанолаборатории на чипе». Также были решены задачи по оптимизации нанолаборатории на чипе и проведение дальнейшей интеграции на следующие исследовательские платформы: на линию нанофокусной рентгеновской дифракции на базе УСУ – уникального комплекса для рентгеноструктурного анализа «Xenocs WAXS/SAXS X-Ray System», задействованной в проекте, а также на линию по нанофокусной синхротронной рентгеновской дифракции в Европейском центре синхротронных исследований (ESRF, Гренобль, Франция).

 

Этап №5 "Обобщение и оценка результатов исследований" (01.07.2016- 31.12.2016)

 

В ходе выполненных работ на данном этапе была изготовлена и собрана экспериментальная партия Нанокалориметров в количестве 3 шт. для использования в «Нанолаборатории на чипе» а также экспериментальный образец комплекса оборудования –«Нанолаборатории на чипе». Кроме того, была проведена оценка эфективности полученных результатов по проекту и разработан проект технических условий на разработанный комплекс оборудования. Также для дальнейшего использования результатов проекта были составлены предложения и рекомендации для индустриального партнера. Были закуплены комплектующие для создания «Нанолаборатории на чипе» и решены задачи по оптимизации нанолаборатории на чипе и проведение дальнейшей интеграции на следующие исследовательские платформы: на линию нанофокусной рентгеновской дифракции на базе УСУ – уникального комплекса для рентгеноструктурного анализа «Xenocs WAXS/SAXS X-Ray System», задействованной в проекте, а также на линию по нанофокусной синхротронной рентгеновской дифракции в Европейском центре синхротронных исследований (ESRF, Гренобль, Франция). Кроме того, были проведены маркетинговые исследования.

© Факультет фундаментальной физико-химической инженерии 2006 - 2017