В ходе рабочего визита заместителя Министра науки и высшего образования Российской Федерации Дениса Секиринского в МФТИ продемонстрированы макетные образцы четырех новых российских приборов. Устройства разрабатываются в рамках Программы приборостроения МФТИ, запущенной в 2022 году в целях реализации «пилотного проекта» Министерства науки и высшего образования Российской Федерации.
В целях обеспечения технологического суверенитета отечественной сферы исследований и разработок, а также во исполнение поручений Президента Российской Федерации, Министерство науки и высшего образования Российской Федерации инициировало пилотный проект по разработке 15 пилотных научных приборов ведущими инженерно-техническими университетами Российской Федерации – МФТИ (при участии Сколковского института науки и технологий), НИЯУ МИФИ, МГТУ им. Н.Э. Баумана, НИУ МИЭТ.
Учеными МФТИ в 2022 году начаты разработки следующих научных приборов: однолучевой оптический литограф с превышением дифракционного предела, рамановские спектрометры ИК-диапазона с длинами волн возбуждающего лазерного излучения 785 нм и 1064 нм, принтер плазмонных наноструктур и масс-спектрометрический комплекс высокого разрешения для анализа газовых смесей.
«Оптический 3D литограф основан на процессе фемтосекундной двухфотонной фотополимеризации, позволяющей создавать 3D структуры субмикронных размеров для различных областей науки и техники. Основная задача прибора состоит в высокоточном изготовлении 3D-объектов в микро- и наномасштабах для научного протипирования и мелкосерийного производства. В частности, оптический 3D литограф востребован для оптоэлектроники, микрооптики, микрофлюидики, биофотоники, микромеханики и др. Потенциальными покупателями литографа являются институты РАН, предприятия электронной промышленности, медицинские организации», - рассказал главный конструктор КБ оптической литографии МФТИ Игорь Душкин.
Разработчики подчеркивают, что разрабатываемый прибор соответствует мировым стандартам качества при меньшей конечной стоимости на российском рынке с полным техобслуживанием. Проект реализуется совместно с Институтом металлоорганической химии РАН (Нижний Новгород), химики которого разрабатывают уникальные фоторезисты, защищенные российскими патентами и являющиеся необходимым расходным материалом литографа.
В лаборатории рамановской спектроскопии МФТИ идет разработка отечественных рамановских спектрометров инфракрасного диапазона (проект «Рам-ИК»).
«Рамановские спектрометры - универсальный инструмент для анализа и идентификации химического состава веществ любой природы: от биологических жидкостей до драгоценных камней. Благодаря своим уникальным характеристикам спектрометры будут востребованы в медицине, биологии, минералогии, криминалистике, промышленности, инфраструктуре безопасности», - рассказал ведущий инженер проекта Артём Бровко.
По словам ученых лаборатории, в 2025 году начнется серийное производство отечественных спектрометров, направленное на нужды фармацевтических предприятий, научных институтов, а также служб безопасности и правопорядка. Проект «Рам-ИК» выполняется совместно с Институтом физики твердого тела РАН (г. Черноголовка).
«Принтер плазмонных наноструктур предназначен для формирования на поверхностях исследуемых объектов наноструктур из наночастиц металлов, обеспечивающих многократное усиление оптического отклика в устройствах оптоэлектроники, таких как фотоприемные матрицы, дисплеи, полупроводниковые источники света, и при измерениях химического состава объектов методами рамановской, флуоресцентной и фемтосекундной спектроскопии, и также для печати индуктивных и резистивных элементов с микронными нормами на различных подложках», - рассказал директор Института квантовых технологий МФТИ Виктор Иванов.
В МФТИ предложен и развивается новый подход в аэрозольной печати без использования чернил, базирующийся на применении в качестве источника наночастиц газоразрядного генератора аэрозолей. Наночастицы синтезируются непосредственно перед использованием в импульсно-периодическом газовом разряде в проточном газе между электродами из требуемого материала. Аэрозольный поток наночастиц фокусируется и доставляется на обрабатываемую поверхность, а частицы осаждаются в сухой форме без растворителя. Сильной стороной данного подхода является совмещение в едином устройстве четырех одновременно протекающих процессов: газоразрядного получения, лазерной модификации, печати и лазерного спекания наночастиц на подложке.
Лабораторией молекулярной медицинской диагностики МФТИ совместно со Сколковским институтом науки и технологий разрабатывается масс-спектрометрический комплекс высокого разрешения, который является полностью российской разработкой и предназначен для исследования сложных газовых смесей и смесей летучих соединений.
«В основе комплекса находится ионная ловушка типа Кингдона, которая представляет собой многоэлектродную электростатическую ловушку. Масс-спектрометры, использующие такие ловушки, относятся к приборам с преобразованием Фурье, что дает возможность получения данных высокого разрешения. Создаваемый прибор позволяет осуществлять в одном сканировании масс-спектрометрические исследования, которые будут предоставлять данные о точной массе и изотопном составе ионов, которые в нём исследуются», - пояснил главный конструктор проекта Игорь Попов.
Несмотря на наличие зарубежных аналогов, создаваемый прибор является уникальным как по конструкции, так и по величине ожидаемых аналитических характеристик –с его помощью можно достичь наивысших для приборов такого типа значений разрешающей способности.
Разрабатываемые приборы МФТИ найдут применение в разных сферах, таких как микроэлектроника и фотоника, биомедицина и фармацевтика, накопители энергии, системы связи нового поколения, сферы промышленной безопасности и в других стратегически важных отраслях и уже в 2024-2025 годах имеют потенциал передачи в российское производство.
