Научно-исследовательская лаборатория электронной микроскопии НИ ИрГТУ приобрела просвечивающий электронный микроскоп Tecnai G2 20F S-TWIN FEI голландской фирмой FEI. Электронное устройство сверхвысокого разрешения стоимостью 75 млн. рублей позволяет рассмотреть структуру веществ на уровне атомов. Оборудование было приобретено в рамках реализации программы НИУ по направлению «Индустрия наносистем и материалов». Это единственный на территории Сибири и Дальнего Востока микроскоп, способный регистрировать объекты размером в миллиардные доли метра.
Как сообщил директор физико-технического института ИрГТУ Николай Иванов, ранее лаборатория уже получила ряд устройств для наблюдения нанообъектов. Благодаря помощи правительства Иркутской области и внебюджетных средств технического университета одна из лабораторий ФТИ была оснащена уникальным оборудованием: сканирующими зондовыми микроскопами фирмы НТ-МДТ, включающими пять комплектов учебных микроскопов и два научных прибора для изучения поверхностей различных объектов с высоким разрешением. В 2011 году по программе НИУ лаборатория электронной микроскопии приобрела сканирующий электронный микроскоп (JIB-4500) с электронной и ионной пушками, который исследует вещество электронным пучком в отраженных лучах . Работая в комплексе, микроскопы позволяют решать многие задачи исследования веществ на наноуровне.
Вместе с новым микроскопом в ИрГТУ была поставлена система пробоподготовки. Ученый пояснил, что для просвечивающего режима нужны очень тонкие образцы. Специальная механическая система позволяет получить ультратонкие срезы объекта, а затем травить его с помощью ионного пучка, облучая ускоренными ионами. В результате происходит испарение с поверхности образца в условиях вакуума и его утонение до нужной толщины.
«Система подготовки образцов для этого микроскопа достаточно сложна, но затраты стоят того, чтобы посмотреть объекты с очень высоким разрешением, - считает Н. Иванов. - Мы исследуем углеродные наноструктуры, и часто обнаруживаем, что внутри, например, нанотрубок размером 20-30 нанометров содержится некое вещество, которое нужно идентифицировать. Другими способами сделать это достаточно сложно. Приобретенный микроскоп позволяет получать не только изображение, но и проводить элементный анализ вещества с нанометровым разрешением. Другими словами, мы можем посмотреть элементный состав веществ, которые находятся внутри трубки».
По словам Н. Иванова, перед учеными ФТИ стоит много задач. Кроме углеродных наноструктур, геологам, например, интересно исследовать так называемое рассеянное золото, которое встречается в мелкодисперсном виде. Обычными методами бывает трудно определить, в каком оно состоянии, и в каких соединениях. С помощью просвечивающего электронного микроскопа можно наблюдать мелкодисперсные структуры, судить о содержании золота и делать вывод о способах его извлечения и обогащения.
Ученый обозначил еще одно направление, в котором специалистам ФТИ не обойтись без электронной микроскопии, – изучение наноразмерных катализаторов. «С использованием металлоорганических соединений химики восстанавливают металл – платину, родий, кобальт в наноразмерном виде. Данные каталитические частицы можно наблюдать с помощью электронного микроскопа, чтобы оценить их размеры, форму и концентрацию. Микроскоп может работать не только в классическом просвечивающем режиме, но и в сканирующем просвечивающем режиме, который дает возможность навести электронный пучок на объект и сделать в этой точке элементный анализ. Задач, которые можно решить с помощью этого микроскопа, много. Мы надеемся, что получим новые результаты по исследованию нанообъектов », - отметил Н. Иванов.
Микроскоп был запущен в декабре в тестовом режиме, отрабатываются технологии для исследования объектов, методики пробоподготовки, калибровка прибора. Краткое обучение работе с микроскопом провели наладчики из российской фирмы «Системы для микроскопии и анализа», проводящей сервисное обслуживание приборов FEI в России. Запуск и обучение проводились в течение месяца. Методику работы на просвечивающем электронном микроскопе освоил ведущий инженер отдела синтеза наноструктур ФТИ Сергей Колесников.
Предполагается, что микроскоп будет использоваться не только для фундаментальных исследований, но и для выполнения хоздоговорных работ. «Мы получаем довольно много заказов на исследования. В ИрГТУ обращаются, например, строители, чтобы исследовать структуры, элементный состав и размеры частиц различных мелкодисперсных смесей, порошков, добавок. Кроме того, на базе лаборатории студентам старших курсов предстоит знакомиться с приборами и методами исследований нанообъектов», - сообщил Н. Иванов.
Наталья Розова
