Компания «Фотокор» успешно завершила научно-исследовательские работы по разработке учебного наноанализатора

Компания «Фотокор», занимающаяся производством лабораторного оборудования, в июле текущего года завершила научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, направленные на разработку современного и недорогого оборудования для измерения параметров наночастиц в жидкостях. Речь идет об измерении не только размеров и концентрации наночастиц, но и их электрофоретического потенциала, который характеризует, в частности, стабильность коллоидов, эмульсий и т. п.

Интерес к наночастицам проявляется в разнообразных сферах: промышленности, медицине, науке, производстве современных процессоров и чипов, а также во многих исследованиях по химии, физике, биологии, фармацевтике.

Причины и цели исследования

Основная причина создания таких приборов состоит в стоимости устройства — отечественная прибор обойдется в несколько миллионов рублей, а импортный — до 7-8 миллионов рублей. При такой цене на импортные аналоги не всякий научный центр или учебная организация способен приобрести наноанализаторы, в то же время растет потребность в обучении старшеклассников и студентов современным технологиям стремительно развивающейся наноиндустрии.

В связи с этим команда специалистов «Фотокор» поставила перед собой цель создать доступный для приобретения школами комплексный прибор, измеряющий как размеры наночастиц, так и их электрофоретическую подвижность. Ориентировочная стоимость данного оборудования составит порядка 500 тысяч рублей.

О комплексе

Разработанный предприятием комплекс учебного оборудования позволяет осуществлять измерение размеров частиц в жидких дисперсиях в диапазоне 1 нм – 10 мкм методом динамического рассеяния света, а также дзета-потенциала в диапазоне от минус 150 до плюс 150 мВ методом электрофоретического рассеяния света. Устройство предназначено для использования в образовательных целях: для проведения демонстрационных, исследовательских и лабораторных работ с различными коллоидными системами, нано- и микрочастицами, белковыми комплексами и т. д. в области физики, химии, биологии и других фундаментальных и прикладных наук.

Вместе с тем, данное оборудование позволяет выполнять полный спектр исследований для работы с новыми материалами для целей индивидуального мелкосерийного производства.

Созданный компанией комплекс имеет следующие параметры и обеспечивает выполнение ряда функций:

- измерение размеров наночастиц методом динамического рассеяния света;

- измерение дзета-потенциала наночастиц методом электрофоретического рассеяния света;

- измерение размеров частиц в диапазоне от 1 нм до 10 мкм;

- измерение дзета-потенциала в диапазоне от минус 150 до плюс 150 мВ;

- проведение измерений рассеянного света под углом рассеивания 90°;

- проведение измерений в образцах различного объема от 10 мкл до 4 мл;

- диапазон температур термостабилизации образца от 5°С до 90°С;

- длина волны излучения диодного лазера 638 нм;

- мощность излучения диодного лазера 10 мВт;

- объем измеряемого образца от 10 мкл до 4 мл.

Для проведения измерений на комплексе экспериментального учебного оборудования могут использоваться различные образцы объемом от 10 мкл до 4 мл:

- учебный набор образцов частиц различных размеров и с различным значением дзета- потенциала;

- экспериментальные образцы технологических частиц;

- экспериментальные образцы для изучения наноразмерных явлений в физике, химии, биологии.

Результаты исследования и другие проекты

Помимо выпущенного научно-технического отчета, проведения полного комплекса испытаний, в том числе на электро- пожаробезопасность, на предприятии собрали опытный образец прибора, используя новые, найденные разработчиками компании технологии и технические решения.

Полный комплекс испытаний показал верность принятых решений. Прибор выдерживает неблагоприятные условия транспортировки, не требует после этого дополнительной юстировки и позволяет измерять все заявленные параметры наночастиц с высочайшей степенью точности.

Использование адаптированных комплектующих и значительно усовершенствованных методов обработки данных позволили снизить зависимость от импортных деталей и в разы снизить стоимость наноанализатора.

Новый образец спектрометра динамического рассеяния света «Фотокор» продемонстрирует на выставке «Аналитика Экспо», однако уже сейчас данное устройство вызывает огромный интерес у экспертов.

Помимо самого наноанализатора, специалисты компании разработали три лабораторные работы, использующие новые наноанализаторы, и создали методические обеспечения учебного оборудования, предназначенного для изучения наноразмерных явлений в физике, химии, биологии: «Методическое обеспечение учебного оборудования для проведения измерений методом динамического рассеяния света» и «Методическое обеспечение учебного оборудования для проведения измерений методом электрофоретического рассеяния света». Кроме того, к прибору прилагается «Руководство для учащихся по использованию комплекса экспериментального учебного оборудования».