Внешний вид SPM-модуля для совмещения с SEM

Два в одном: зачем объединять зондовый и электронный микроскопы и почему это нужно рынку

Компания-резидент Технопарка Университета ИТМО «НТ-СПб» разработала и начала продавать уникальное оборудование, объединяющее в себе свойства электронного и зондового микроскопов. Такие приборы позволяют повышать скорость проведения исследований, увеличивают их точность и расширяют функционал микроскопов. Сейчас инновационное предприятие является единственным в России поставщиком подобного оборудования. Дополнительные ресурсы для активного продвижения разработки на российском рынке компания получила в ходе проекта «Коммерциализация» Фонда содействия инновациям.

Зачем совмещать функционал электронного и сканирующего зондовых микроскопов

Для работы электронных микроскопов используются электронные пучки. В результате можно получать 2D-изображения и измерять размеры и свойства объектов в горизонтальной плоскости. Зондовый микроскоп для сканирования использует специальную иглу. Детектируя взаимодействие иглы с поверхностью, исследователи получают разнообразную информацию о ее свойствах. С помощью таких микроскопов легко исследовать 3D – нанорельеф на поверхности образца – например, измерить глубину и ширину наноканалов.   У обоих типов микроскопов есть свои плюсы и минусы. Главное преимущество приборов первого типа в том, что они исследуют поверхность достаточно быстро по сравнению со вторым классом устройств. Однако зондовые микроскопы могут работать и при атмосферном давлении, определяя характеристики веществ, недоступные для электронного микроскопа, например, жесткость клеточной мембраны. Но их минус в том, что они зондируют очень маленький участок поверхности, причем вследствие механического способа сканирования на один кадр затрачивается значительно больше времени, чем при работе на электронном микроскопе. Поэтому, если ученый или технолог будут использовать только зондовый микроскоп, им потребуется очень много времени для поиска интересующего их места на образце. Совмещение же электронного и зондового микроскопов позволит ускорить эту работу и расширит функционал самого оборудования. Для этого ученые Университета ИТМО разработали мультимодовый анализатор сканирующего зондового микроскопа для сканирующего электронного микроскопа. Упрощенно говоря, это дополнительный модуль со сканирующей иглой, который «вставляется» в электронный микроскоп.

С помощью такого оборудования можно проводить не только диагностику наноструктур и наносистем, но и манипулировать физическими объектами на наноуровне.  Например, с помощью иглы (зонда) можно перемещать по поверхности наночастицы и одновременно наблюдать этот процесс с помощью электронного пучка. Таким образом, разработка «НТ-СПб» подойдет для решения задач в материаловедении, фотонике, биологии, физике твердого тела и других научных сферах.

Особенности коммерциализации проекта

Главная особенность бизнес-модели проекта заключается в том, что с небольшой модификацией дополнительный модуль можно использовать с любым типом электронного или оптического микроскопа. Компания «НТ-СПб» провела опыты по интеграции модуля в микроскопы трех компаний-производителей. Такая стратегия существенно расширяет рынок для малого инновационного предприятия, потому что моделей микроскопов по всему миру – сотни. Если МИП будет ориентироваться на какую-либо одну модель, то просто потеряет клиентов.

Александ Голубок и братья Иван и Михаил Мухины
Александ Голубок и братья Иван и Михаил Мухины

«Большим фирмам такая стратегия работы невыгодна, потому что у них серийное производство. А мы, наоборот, сможем получить хорошую рентабельность при такой схеме работы. Нам выгодно модифицировать наш модуль под конкретные требования заказчика и даже проводить для этого небольшие научные исследования. Большие фирмы не работают с единичными заказами, а к нам может обратиться научно-исследовательский институт, предприятие или любая другая организация, которой нужно повысить эффективность работы своих микроскопов», – пояснил гендиректор «НТ-СПБ», профессор Университета ИТМО Александр Голубок.                 

Крупные производители микроскопов предлагают заказчикам уже готовые решения. Затем эти решения внедряются в исследовательские центры, и для этого сотрудники центров также проводят дополнительную работу по интеграции нового оборудования на существующие площадки и лаборатории. МИП Университета ИТМО, наоборот, продумывает за заказчика детали интеграции своей продукции и модифицирует его в соответствии с требованиями. Таким образом, потенциальным заказчиком компании «НТ-СПБ» может быть любой инновационный, исследовательский или производственный центр, где есть микроскопы.

«Аналоги модулей зондовых микроскопов существуют, но все они иностранного производства и стоят в несколько раз дороже. Наше решение сравнимо по качеству получаемых изображений с зарубежными аналогами и пока является единственным в России. Кроме того, мы сотрудничаем с компанией-поставщиком научно-исследовательского оборудования ОПТЭК и совмещаем наш модуль с электронными микроскопами, которые они поставляют в различные институты. И это действительно показатель качества нашей разработки, раз мы смогли заинтересовать такую крупную компанию», – рассказал Иван Мухин, сотрудник Университета ИТМО и исполнительный директор компании «НТ-СПб».

Востребованность мультимодового анализатора сканирующего зондового микроскопа подтвердилась и тем, что кафедра нанофотоники и метаматериалов выиграла грант Российского научного фонда на исследования с применением этого оборудования. Модуль планируется использовать также в образовательных целях.

Как победить в проекте «Коммерциализация»

Для того чтобы стать победителем проекта «Коммерциализация» Фонда содействия инновациям, «НТ-СПб» уже должна была разработать опытный образец модуля, а также иметь примеры успешного продвижения своей продукции. Таким примером стал опыт внедрения в школы Санкт-Петербурга нанотехнологического комплекса NanoTutor. Кроме того, у компании уже есть успешный опыт сотрудничества с научно-производственной компанией «Авангард» по изготовлению зондового микроскопа для характеризации больших пластин,  в активе компании также  безапертурный ближнепольный терагерцовый зондовый микроскоп.

NanoTutor
NanoTutor

Проект «Коммерциализация», согласно названию, направлен больше на помощь в продвижении готовой продукции на рынках. В результате выполнения проекта предприятие должно существенно повысить объемы реализации инновационной продукции и увеличить количество высокопроизводительных рабочих мест, отмечается на сайте проекта. По словам Ивана Мухина, заявка на участие в конкурсе была больше похожа на бизнес-план и состояла в основном из экономических показателей прошедшей и будущей деятельности «НТ-СПб».

Кроме того, в рамках освоения выделенных фондом средств МИП должен был привлечь такой же объем собственных средств. Это служило доказательством того, что компания планирует развитие. При этом полученное финансирование нельзя было отправить на заработную плату, а можно было тратить только на мероприятия по продвижению продукции. Сейчас, когда работа по проекту завершилась, «НТ-СПб» в течение пяти лет должна выплатить налоги на ту сумму, которая была получена от фонда. Для этого нужно осуществлять нарастающие продажи мультимодового анализатора сканирующего зондового микроскопа, начиная с двух-трех в год, что является достаточно хорошим показателем для малого инновационного предприятия. Компания «НТ-СПб» уже начала поставки своего нового оборудования в некоторые организации, в том числе в Санкт-Петербургский академический университет. 

Редакция новостного портала
Архив по годам:
Пресс-служба