Синхротронные и нейтронные методы исследования наносистем и материалов

Накануне столетия со дня рождения одного из основателей Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) в Дубне, члена-корреспондента АН СССР М.Г.Мещерякова на базе РНЦ «Курчатовский институт», ОИЯИ и Института кристаллографии (ИК) имени А.В.Шубникова РАН были организованы и проведены третьи высшие курсы для молодых ученых, аспирантов и студентов старших курсов стран СНГ по современным методам исследования наносистем и материалов «Синхротронные и нейтронные исследования наносистем (СИН-нано-2010)». Курсы открылись пленарным заседанием, на котором с докладом о конвергенции наук и технологий как основы нового технологического уклада выступил директор ИК РАН и РНЦ «Курчатовский институт», член-корреспондент РАН профессор М.В.Ковальчук.
Лекция исполнительного директора Научно-технического комплекса (НТК) «Курчатовский центр синхротронного излучения и нанотехнологий», члена-корреспондента РАН В.В.Квардакова была посвящена взаимодополняемости нейтронного и синхротронного излучения при изучении наносистем и материалов. Непрерывный спектр магнитотормозного (синхротронного) излучения позволяет исследовать аномальную дисперсию рассеяния вблизи краев поглощения, высокая степень коллимации упрощает проведение флуоресцентного анализа (микрофокус) и наблюдение интерференционных явлений (например, в волноводах и интерферометрах). Временная структура процессов обеспечивает изучение быстройротекающих и периодических процессов in situ, высокая степень когерентности способствует совершенствованию рентгеновской голографии и фазочувствительных методов.
Курчатовский источник синхротронного излучения (СИ) - единственный в РФ специализированный источникСИ - включает источники ВУФ-излучения (накопитель «Сибирь-1») и излучения в рентгеновской области (накопитель «Сибирь-2»). В состав Центра коллективного пользования по приоритетным направлениям «Микросистемная техника», «Нанотехнологий и наноматериалы», «Живыесистемы» и «Биотехнологии» входят 10 станций рентгеновского диапазона и три экспериментальные станции ВУФ-диапазона. Среди основных научных направлений деятельности центра можно отметить живые системы и ядерную медицину (анализ надмолекулярной структуры биологических жидкостей и тканей, новые методы медицинской диагностики), микросистемную технику (ЛИГА-технологии), нанотехнологий (например, техника Ленгмюра-Блоджетта, молекулярно-лучевая эпитаксия). В Центре также ведутся перспективные фундаментальные исследования в сфере рентгеновской оптики, материалов при сверхвысоких давлениях, фотоядерных реакций и космических кристаллов, биотехнологии (в частности, анализ состава и структуры биоорганических пленок на поверхности жидкости, белковая кристаллография). Важное направление - нанодиагностика и материаловедение. К объектам исследований относятся нанокомпозиты, радиационные дефекты, мелкодисперсные среды, сверхрешетки, нанопленки, атомные структуры, родные наноструктуры, квантовые точки, нанокластеры, гетероструктуры и макромолекулярные структуры. В лекции В.В.Квардакова были рассмотрены станции для получения и исследования неорганических наносистем и органических пленок, а также новые методы диагностики опухолей мягких тканей. Были проанализированы результаты экспериментов по неразрушающей рентгеновской микротомографии нервной ткани животных для визуализации групп активных нейронов в структурах головного мозга.
Выступление заместителя декана факультета наук о материалах МГУ им. М.В.Ломоносова, члена-корреспондента РАН профессора Е.А.Гудилина затронуло проблемы развития нанотехнологий и науки о материалах. Среди возможных причин «нанобума» отмечалось открытие методов миниатюризации технических устройств с экономией ресурсов, выявленные специфические оптические, электрические, магнитные и иные свойства наноматериалов (биомиметика) и специфическое взаимодействие с живыми системами, высокая реакционная способность, самоорганизация и слабые дальне-действующие связи, а также туннельные и квантовые эффекты. Важна роль и принципиально новых методов диагностики нанообъектов, например, АСМ, туннельной и электронной микроскопии. Примером успешного научного сотрудничества является кооперация с Московским научно-исследовательским онкологическим институтом им. П.А.Герцена. Группа под руководством члена-корреспондента РАМН профессора И.В.Решетова провела серию in vivo экспериментов, в ходе которых выявлена способность препарата к проникновению в клетки, не приводящая в условиях темноты к заметному некрозу. Установлен факт корреляции активности действия препарата с уровнем освещения и степенью его проникновения в клетки, что обуславливает необходимость дальнейшего изучения внутриклеточных химических реакций.
В рамках курсов также было организовано посещение НТК и Курчатовского центра нано-био-инфо-когнитивных наук и технологий. Состоялась серия лабораторных практикумов, семинаров и консультаций.
Проведенные высшие курсы для молодых ученых, аспирантов и студентов старших курсов стран СНГ показали целесообразность увеличения числа их участников с расширением тематики исследований. Кроме того, необходимо совершенствовать нормативно-правовую базу, регулирующую сертификацию предприятий, обеспечивающих повышение квалификации в нанотехнологической сфере.

ЛИТЕРАТУРА
Ажгирей Л .С, Кадышевский В.Г., Сисакян А.Н.
Основоположник научной Дубны. К столетию со дня рождения члена-корреспондента АН СССР М.Г.Мещерякова. - Вестник Российской академии наук, 2010, № 10, т.80, с.924-927. Фортов В.Е., Попель О.С. Энергетика в современном мире. - Долгопрудный: Издательский дом «Интеллект», 2011.
Л.Раткин, к.т.н.