Официально


Председатель Комитета Госдумы по образованию и науке Вячеслав Никонов внес в Госдуму проект закона о внесении изменений в ФЗ «Об инновационных научно-технологических центрах и о внесении изменений в отдельные акты РФ». Документ доступен по ссылке.



На сайте ФАНО опубликована серия приказов о реорганизации подведомственных агентству научных учреждений.



На сайте Правительства РФ опубликовано распоряжение о повышении оплаты труда работников бюджетной сферы.

Федеральное агентство научных организаций, правительство Новосибирской области и Сибирское отделение РАН заключили соглашение о сотрудничестве. Подписи под документом поставили глава ФАНО Михаил Котюков, временно исполняющий обязанности губернатора Андрей Травников и председатель СО РАН Валентин Пармон, сообщает пресс-служба агентства.




Новости № 50(2017)

Регионы


СНГ


Интердайджест


























Сила точки. Как помеха превратилась в красивое решение.
Наука
№ 17(2017)

28.04.2017

Ученые научились не только смотреть вглубь и изучать внутреннюю жизнь микромира, но и при необходимости управлять им, а также визуализировать невидимые процессы. Старший научный сотрудник кандидат физико-математических наук Иван ­Еремчев из Института спектроскопии РАН - среди тех, кто расширяет горизонты запредельного. Он занимается люминесцентной микроскопией сверхвысокого разрешения с одиночными полупроводниковыми квантовыми точками. Молодой ученый уверен, что результаты его исследований найдут применение в разных областях науки и техники. Он рассказал нашему корреспонденту о достижениях в этом направлении.

- Квантовые точки - это полупроводниковые кристаллы с характерными размерами порядка нескольких нанометров, - поясняет Иван Юрьевич. - Иногда их называют искусственными атомами, так как в квантовых точках, как и в атомах, энергии электронов и дырок могут иметь только определенные дискретные значения. 
Свойствами таких “искусственных атомов” можно управлять, изменяя их размеры. Например, при уменьшении размера нанокристалла его люминесценция будет сдвигаться в синюю область спектра. Это интересно для прикладных задач: если взять множество квантовых точек, синтезированных из одного и того же полупроводника, но с большим разбросом размеров, то можно получить люминофор для широкополосного источника света. Квантовые точки используются в разных областях фотоники, например, для создания источников белого света, дисплеев, разработки эффективных солнечных батарей. Еще одно перспективное направление - разработка источников неклассического света для задач квантовой криптографии. 
Важный параметр красителя - это так называемый квантовый выход люминесценции: процентное отношение излучаемых фотонов к поглощенным. Квантовые точки обладают высоким квантовым выходом (от 20 до 70%), а также имеют высокую фотостабильность. Приведем сравнение: при комнатной температуре одиночная квантовая точка может люминесцировать на протяжении нескольких часов вместо нескольких десятков секунд - для одиночных органических молекул. Если учесть нанометровые размеры, то квантовые точки интересны в качестве одиночных люминесцирующих маркеров для нанодиагностики различных материалов, в том числе в биологии. 
- Что такое люминесцентная микроскопия сверхвысокого разрешения?
- Возможности оптической микроскопии ограничены дифракционным пределом. Нельзя разглядеть детали объекта, если его размер меньше половины длины световой волны. Поэтому с помощью обычного оптического микроскопа вы не увидите деталей менее одной пятой микрона. Скажем, сможете только заметить бактерию, но не сможете ее хорошенько разглядеть. Люминесцентная микроскопия сверхвысокого разрешения позволяет “обойти” дифракционное ограничение. Наиболее известные методики - STED, PALM и STORM. За создание и развитие первых двух в 2014 году была присуждена Нобелевская премия по химии.
Эти методы можно разделить на два типа: в первом стремятся уменьшить область фокусировки сканирующего лазерного пучка за счет тех или иных физических эффектов. Такой подход реализован, например, в методе STED. Во втором типе (PALM, STORM) используют технику восстановления изображения по точечным маркерам с помощью регистрации изображений одиночных “точечных” (размером меньше длины волны) люминесцентных маркеров. 
Основная идея последнего подхода заключается в следующем. В обычном оптическом микроскопе с помощью двумерного детектора, например ПЗС-камеры, раздельно регистрируется свечение для большого количества одиночных точечных излучателей - маркеров. Оказывается, анализируя такие изображения для каждого одиночного “точечного” объекта, можно определить его пространственное положение с точностью, которая существенно превышает дифракционный предел и может достигать единиц нанометров. Это повышает точность оптической микроскопии на один-два порядка. 
Принципиальный момент здесь - требование, чтобы изображения одиночных маркеров не перекрывались. Это означает, что внутри объема с диаметром примерно в половину длины волны не должно быть одновременно двух светящихся маркеров. Чтобы выполнить это условие, необходимо заставить одиночные маркеры высвечиваться раздельно, например в разные моменты времени. Для этого есть несколько подходов. Можно с помощью дополнительного лазера активировать небольшие порции маркеров, которые после непродолжительного времени фотовыжигаются (перестают люминесцировать). Можно использовать эффект мерцания одиночных маркеров (случайные прерывания в люминесценции). Или другой подход - лазерное селективное последовательно-параллельное их возбуждение. Последние два направления сейчас развивают в нашей научной группе под руководством профессора РАН Андрея Наумова. 
- Когда вы начали исследования в этой области?
- В нашей группе направление селективной люминесцентной микроскопии сверхвысокого разрешения развивается с середины 2000-х годов в сотрудничестве с профессорами Лотаром Кадором и Юргеном Келером из Университета города Байройта (Германия). В Институте спектроскопии РАН мы создали три экспериментальные установки. Первая - это криогенный микроскоп-спектрометр для люминесцентной микроскопии и спектроскопии одиночных молекул. Вторая установка представляет собой совмещенный атомно-силовой, люминесцентный микроскоп для исследования флуоресцентных и спектральных свойств одиночных квантовых точек и молекул. Еще одна экспериментальная установка - для трехмерной люминесцентной микроскопии сверхвысокого разрешения.
К развитию направления спектромикроскопии одиночных полупроводниковых коллоидных квантовых точек я приступил после защиты кандидатской диссертации, которая была посвящена очень близкой тематике - спектроскопии одиночных молекул в неупорядоченных твердотельных средах (стеклах, полимерах, молекулярных кристаллах) при криогенных температурах. Наша группа продолжает работы в этом направлении и сейчас, так как результаты востребованы в материаловедении, физике твердого тела, нанотехнологиях.
- Занимается ли в мире кто-то еще подобными исследованиями? В чем преимущество вашей работы? 
- Если говорить про люминесцентную микроскопию сверхвысокого разрешения в целом, то в мире достаточно много научных групп, которые занимаются этой темой. Есть готовые коммерческие решения, основанные на методах PALM, STORM, STED, которые сейчас очень популярны в биологических исследованиях.
В то же время тематика продолжает активно развиваться, есть большое количество нерешенных фундаментальных и прикладных задач в этом направлении: многоцветовая и гиперспектральная микроскопия, трехмерная микроскопия, низкотемпературные измерения, прояснение микроскопической природы эффектов мерцания.
Один из принципиальных вопросов в развитии этих методов - точность восстановления координат одиночных излучателей. Этой теме посвящены исследования в рамках нашего проекта, поддержанного грантом президента. Мы планируем провести прецизионные измерения для экспериментальной проверки точности восстановления (определения) координат одиночных точечных источников света в зависимости от различных параметров эксперимента: числа регистрируемых фотонов, соотношения сигнала и шума и других.
Полупроводниковые коллоидные квантовые точки для этого исследования выбраны, с одной стороны, как очень удобный модельный объект одиночного точечного источника, а с другой - как перспективный тип маркеров для люминесцентной микроскопии сверхвысокого разрешения. Дело в том, что люминесценция одиночных квантовых точек имеет мерцающий характер, то есть при возбуждении непрерывным лазером свечение квантовой точки прерывается безызлучательными интервалами, и происходит это в случайные моменты времени. 
Как оказалось, статистическими параметрами мерцания удается управлять: например, менять соотношение между продолжительностью излучательного и безызлучательного состояний. Это можно сделать, изменяя интенсивность возбуждающего излучения. Любопытно, что мерцание квантовых точек - это, в целом, нежелательное явление для их прикладного использования, так как мерцание приводит к уменьшению квантового выхода люминесценции. Но с точки зрения микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения мы имеем красивое решение задачи последовательного детектирования большого числа маркеров внутри дифракционно ограниченной области.
- Где могут использоваться ваши результаты? Как в дальнейшем собираетесь развивать тему?
- В первую очередь мы рассчитываем, что результаты нашего проекта будут востребованы в бурно развивающемся направлении оптической микроскопии сверхвысокого пространственного разрешения. Еще одно интересное направление - визуализация всевозможных перемещений объектов в нанометровом масштабе, например процесса диффузии маркеров в вязких средах. И именно в этих областях необходимы данные о точности восстановления пространственных координат одиночных точечных излучателей, в нашем случае - полупроводниковых коллоидных квантовых точек. 
С помощью одиночных квантовых точек можно, например, визуализировать микропотоки растворов в наноструктурированных пористых материалах, исследовать локальные коэффициенты вязкости в растворах при температурах вблизи точки стеклования, восстанавливать изображение наноструктур. 
Кроме того, мы планируем использовать наши результаты в технике спектромикроскопии одиночных молекул при криогенных температурах для нанодиагностики структуры и локальной динамики в неупорядоченных твердых средах. Новые экспериментальные возможности позволят исследовать релаксационные процессы в неупорядоченных твердых средах при криогенных температурах на качественно новом уровне - с возможностью нанометровой локализации.
Василий ЯНЧИЛИН
Фото предоставлено И.Еремчевым

 

Отзывы

Чтобы оставить отзыв необходимо авторизоваться или зарегистрироваться



 

Статьи на тему

Отнять и изучить. Лазерное излучение раскрывает тайны вещества.
Заведующая лабораторией макрокинетики неравновесных процессов кандидат физико-математических наук Екатерина БАРМИНА из Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН с легкостью заставляет жидкости “выпускать пар”. Нет, это не банальное испарение, а распад вещества с образованием составляющих элементов, которые выходят в виде газов. /№ 49(2017)
Сами себе клоны
Генетическая нестабильность клеточных линий (культур однородных клеток) создает проблемы как для биофармацевтического производства, где они используются как источник получения активного вещества с нужным фармакологическим эффектом, так и для репродуктивной медицины, клонирования тканей, органов и т.д. /№ 49(2017)
В ответ на атаку
На предупреждение опасных заболеваний, распространенных в своем регионе (клещевой энцефалит, скарлатиноподобная лихорадка (псевдотуберкулез) и др.), и таких глобальных инфекций, как, к примеру, грипп, нацелены исследования научного коллектива Дальневосточного федерального университета (ДВФУ), в которых участвуют коллеги из Москвы, Испании и США. /№ 49(2017)

Новости


Востребованность результатов научно-исследовательской деятельности и выпускников, коммерциализация производимого в вузе интеллектуального продукта - по таким критериям в рамках проекта «Социальный навигатор» МИА «Россия сегодня» составлен национальный рейтинг университетов, отражающий предпочтения реального сектора.



Руководитель Федерального агентства научных организаций Михаил Котюков и вице-президент РАН, председатель Сибирского отделения РАН Валентин Пармон провели совещание с директорами организаций, расположенных на территории, относящейся к ведению Сибирского территориального управления ФАНО. Как сообщил руководитель СТУ ФАНО Алексей Колович, по состоянию на декабрь 2017 года на указанной территории расположены 154 организации федерального агентства, в том числе 121 учреждение и 33 предприятия.



В Общественной палате РФ прошел круглый стол «Общественный контроль за качеством высшего образования».



Российский научный фонд и Министерство науки и технологий (MOST, Тайвань) объявили победителей второго совместного конкурса двусторонних научных проектов.

Фонд инфраструктурных и образовательных программ подвел итоги Всероссийского инженерного конкурса для студентов и аспирантов в области нанотехнологий «ВИК.Нано 2017». По результатам отборочного этапа, менторской и акселерационной программ по доработке проектов, а также финальной защиты перед членами жюри определились пять победителей.

Третий победитель Общероссийского конкурса молодежных исследовательских проектов в области энергетики «Энергия молодости-2017» награжден в Иркутске. Кандидат технических наук Дмитрий Крупенев из Института систем энергетики им. Л.А.Мелентьева Сибирского отделения РАН получил из рук президента ассоциации «Глобальная энергия» Игоря Лобовского сертификат на грант в размере 1 миллион рублей.

Минобрнауки и социальная сеть "ВКонтакте" заключили соглашение о сотрудничестве, информирует пресс-служба ведомства. В сообществе министерства в "ВКонтакте" будут размещаться учебные материалы и методические пособия для студентов, педагогов, родителей и всех желающих.

Конференции


Наша страна обладает крупнейшей в мире территорией и занимает четвертое место по площади пахотных земель. Казалось бы, области огромные, однако сельское хозяйство России сконцентрировано на ограниченной площади - с благоприятными климатическими условиями - и нагрузки на плодородные почвы настолько велики, что приводят к их деградации. Причина - в водной и ветровой эрозии, потерях гумуса и элементов питания, переуплотнении посевов и загрязнении.

Открытая конференция ИСП РАН имени В. П. Иванникова, ISPRAS Open 2017, обещает стать одним из самых познавательных событий осени в области системного программирования. Среди ключевых тем основной программы, заявленных ранее, - безопасность программного кода и технологии анализа массивов данных. Помимо этого в программе запланирован ряд отдельных докладов и встреч с зарубежными представителями ИТ-отрасли. Конференция пройдет с 30 ноября по 1 декабря 2017 г. в Москве.

7 декабря в МИА «Россия сегодня» пройдет VI Конгресс предприятий наноиндустрии. В какой точке развития сейчас находится отрасль? Какие рынки наиболее перспективны в ближайшие 10 лет? Как нанотехнологии включаются в Национальную Технологическую Инициативу? Эти и многие другие вопросы будут обсуждаться на Конгрессе.

Текущие конкурсы


Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований в рамках международных ассоциированных лабораторий (МАЛ) и международных научных объединений (МНО), проводимый совместно Российским фондом фундаментальных исследований и Национальным центром научных исследований Франции

Конкурс проектов 2018 года фундаментальных научных исследований, проводимый совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Департаментом науки и технологии Правительства Индии

Отчеты по проектам, поддержанным по результатам конкурса проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, проводимого совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Фондом поддержки научно-проектной деятельности студентов, аспирантов и молодых ученых “Национальное интеллектуальное развитие”.

Отчеты по проектам, поддержанным по результатам конкурса проектов фундаментальных научных исследований, выполняемых молодыми учеными, проводимого совместно федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований” и Правительством города Москвы, выполнявшимся в 2016-2017 годах.

Конкурс проектов 2018 года организации российских и международных молодежных научных мероприятий, проводимый федеральным государственным бюджетным учреждением “Российский фонд фундаментальных исследований”.

Вакансии


17.11.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантной должности...

03.11.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования и науки Санкт-Петербургский национальный исследовательский академический университет Российской академии наук объявляет конкурс на замещение следующих вакантных должностей...

27.10.2017
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) объявляет конкурс на замещение вакантных должностей...





опрос

Какие рубрики нашей газеты Вам наиболее интересны?




Copyright 2010
Главная страница   |   О газете  |  Партнеры  |  Команда Поиска  |  Вакансии