Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Микроскоп ФемтоСкан тоже участник Федеральных целевых программ. Он честно отработал три дня на Форуме нанотехнологий. Москва, Экспоцентр, 3-5 декабря 2008 года.
Академик РАН Михаил Владимирович Алфимов. Можно проверить, как работает ФемтоСкан. Форум нанотехнологий. Москва, Экспоцентр, 3 декабря 2008 года.
Рабочее окно программы "ФемтоСкан Онлайн". Все экспериментальные данные в онлайн режиме на экране Вашего монитора.
Так выглядит в микроскоп фрагмент человеческого волоса. Есть и такое практическое занятие на зондовом микроскопе. Студент изучает свой волос. Если изучать свой волос, то дистанционный режим не обязателен.
Бактерии Helicobacter pillory лучше наблюдать в микроскоп с удаленным управлением. Утверждают, что они могут быть возбудителем язвенной болезни.
Вирус картофеля. У картошки тоже бывают вирусные заболевания. Хорошо, что для человека вирус картофеля абсолютно не опасен.

Как увидеть наномир, не выходя из дома?

Ключевые слова:  Femtoscan, Интернет-Олимпиада, МГУ, периодика, тьютору, Центр Перспективных Технологий

Автор(ы): Яминский Игорь Владимирович

Опубликовал(а):  Гудилин Евгений Алексеевич

22 февраля 2009

В пятницу, 26 февраля 2003 года ближе к вечеру студенты физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова Д.И. Черниченко, А.М. Самойлов, С.С. Голубев и Т.И. Малашенко обработали результаты эксперимента и готовы были к их сдаче. Их ожидал преподаватель, аспирант того же факультета – Евгений Владимирович Дубровин. Так в этот вечер заканчивалось занятие в физическом практикуме. Все было бы вполне обычно и буднично, если бы не одно но. Состояло оно в том, что в этот день было все новым и непривычным. Новым был и сам практикум, и сложный научный прибор, на котором проводились измерения, и сама лабораторная работа, которую выполняли студенты.

Практикум расположился на кафедре высокомолекулярных соединений в помещении 6-19 на шестом этаже Лабораторного корпуса А МГУ. Оборудование практикума состояло из многофункционального сканирующего зондового микроскопа «ФемтоСкан» и 6-ти компьютеров, объединенных в общую сеть. Целью лабораторной работы было изучение структуры тонкой полимерной пленки, образованной блоксополимером полибутадиен-полистирол. Молекула выбранного полимера состоит из двух блоков - полибутадиенового и полистирольного, и поэтому называется блоксополимером. Если взять два полимера полибутадиен и полистирол и попытаться получить из них однородную смесь, то этого не получится. Два этих материала несовместимы и не смешивается. Но можно сделать забавный трюк. Химически пришить полибутадиен и полистирол, так что получится единая молекулярная цепочка, одна часть которой состоит из полибутадиена, а другая – из полистирола. Части несовместимы, но вынуждены находиться вместе. Как соседи на коммунальной квартире. Что из этого обычно происходят с соседями, мы все хорошо знаем. А с частями молекулы? Оказывается, что части молекулы – бутадиеновая и стирольная – пытаются оказаться в разных местах пространства. В результате в пленке блоксополимера получаются чередующиеся бутадиеновые и стирольные области. Размер областей составляет десятки нанометров. В химии этот процесс называется нанофазной сегрегацией. Возвращаясь к упомянутым в рассказе студентам, приятно отметить, что все они в этот вечер получили отличные оценки. Преподаватель Е.В. Дубровин был доволен отчетами студентов и работой самого практикума.

Наблюдательный читатель резонно спросит, а как же четыре студента выполняли работу на одном приборе? Не слишком ли много было участников для одного эксперимента? Вот тут мы подошли к кульминационной точке нашего рассказа и необходимо немного остановиться на описании прибора и того, кто и как его построил. Для этого надо вернуться на тринадцать лет назад – в 1990 год. Именно в этом году в Центральном административном округе г. Москвы было зарегистрировано малое научно-производственное предприятие «Центр перспективных технологий». Ровно с одной задачей – разрабатывать, создавать и производить сканирующие зондовые микроскопы. С таким основным профилем оно сумело преодолеть и обвал 1992 года и последующие трудные годы. Пережило дефолт 1998 года и многие рухнувшие в тот год предприятия. Медленно и трудно, но неуклонно и постепенно оно выживало и развивалось. А в 2008 году сумело увеличить годовой оборот почти в три раза. Еще в 1999 году Центр перспективных технологий начал выпуск новой и уникальной модели сканирующего зондового микроскопа «ФемтоСкан». Основное и главное отличие этого микроскопа от всех остальных сканирующих зондовых микроскопов состояло в возможности управлять им дистанционно, через Интернет. Как сразу стало ясно, это великое преимущество не столько для удаленного технического обслуживания, сколько для применения в обучении студентов, аспирантов и всех, кто интересуется зондовой микроскопией. Эту разработку с большим энтузиазмом поддержал заведующий кафедрой высокомолекулярных соединений химического факультета МГУ академик РАН В.А.Кабанов. Энергичная поддержка пришла и от Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно- технической сфере. В то время его руководитель, Иван Михайлович Бортник, лично приехал на химический факультет МГУ, все посмотрел своими глазами, поговорил со всеми действующими лицами и убедился, что разработка стоящая и серьезная. Так в 2003 году за номером 1837р/3679 от 03 февраля 2003 года появился проект на выполнение опытно-конструкторской работы «Разработка технологии открытого экспериментального лабораторного Интернет-практикума для высшего и среднего образования». Основным результатом этого проекта стал действующий практикум, в котором экспериментальное обучение проходят студенты естественных факультетов МГУ. Как проходят занятия? Преподаватель настраивает микроскоп, ставит образец, осуществляет начальное сближение зонда с образцом. Все остальное – выбор параметров сканирования и само сканирование выполняют сами студенты по очереди. При чем, когда один студент сканирует поверхность образца, все данные поступают через сеть Интернет на компьютеры других студентов. И эти студенты, не тратя зря время, могут заниматься обработкой экспериментальных данных. А задач, которые им предстоит решить, много. Необходимо оценить процентное содержание различных фаз в полимере. Определить, сколько бутадиена и сколько стирола. Измерить упругие свойства тонкой пленки, определить модуль Юнга для локальных бутадиеновых и стирольных областей. Исходя из наблюдений, оценить длину цепочки одной молекулы блоксополимера.

Можно ли сейчас говорить, что все, что сказано выше – это пример полноценного дистанционного обучения? Хочется ответить – Да, конечно! Но правильный, продуманный и взвешенный ответ другой. Это очень важные, но только самые первые шаги. Чтобы Интернет-практикум заработал автономно и дистанционно, необходимо сделать многое. О достижениях, результатах, проблемах и концепции развитии разговор шел на многих конференциях и симпозиумах (Список 1). В настоящее время нами создана техническая база Интернет-практикума. Её основа – многофункциональный микроскоп «ФемтоСкан», который стал первым в мире сканирующим зондовым микроскопом с полным управлением через сеть Интернет. Однако для организации полноценного Интернет-обучения зондовой микроскопии необходима дополнительная и существенная разработка методологии. Что нужно сделать для Интернет-образования в зондовой микроскопии? Неполный список задач, которые предстоит нам решить, приведен здесь. (Список 2)

Говоря о проекте, можно утверждать, что это удачный пример сотрудничества образовательного учреждения – МГУ им. М.В. Ломоносова, государственного фонда – ФС МФП НТС – и малого инновационного предприятия. Основной итог – новые возможности в обучении студентов новым аналитическим методам исследования материи – методам сканирующей зондовой микроскопии. Шестой год подряд в практикуме идут занятия со студентами. И получают они новые экспериментальные навыки. И оценки студенты получают разные, но в основном хорошие и отличные. С 2005 года в помещении практикум начались и лекционные занятия «Введение в экспериментальную нанотехнологию». Благодаря фонду, руководимому в течение 15-лет И.М.Бортником, а теперь возглавляемому С.Г. Поляковым, был дан сильный импульс развитию дистанционных методов в наноскопии.

В нашем рассказе было три участника – Московский университет, Фонд содействия и Центр перспективных технологий. Каждый делал свое дело. Один обучал, другой помогал, третий строил. На Руси число три, триединение, троица имели всегда особое значение.

Вместо заключения, хочется спросить, есть ли шанс у Российской технологии на бурное и непреодолимое развитие? И просится ответ «Да». При честном, открытом и энергичном участии всех возможных сторон. И обязательно, при мудрости.

Список 1. Сканирующая зондовая микроскопия через Интернет. Разговор об этом шел на российских и международных конференциях:

  1. I. Yaminsky, D. Yaminsky, A. Filonov. Nanoscopy Education Programs at Advanced Technologies Center. International Conference on Nano Science and Technology (ICN+T 2007), Stockholm, Sweden, July 2-6, 2007, EDU03-Or05.
  2. Яминский И.В. Дистанционное образование в области экспериментальной физики полимеров. // Четвертая Всероссийская Каргинская конференция "Наука о полимерах 21-му веку". Москва, МГУ, 29 января - 2 февраля 2007 года. Тезисы устных и стендовых докладов, том 3, с. 28
  3. И.В. Яминский. Новые возможности зондовой микроскопии. Первая Всеросийская школа-семинар "Современные достижения бионаноскопии". Сборник тезисов. Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. 11-17 июня 2007 года, Москва. с.18.
  4. Яминский И.В., Киселев Г.А., Филонов А.С. Аппаратура и методы наноскопии для биологии и медицины. // Московская Международная Конференция "Биотехнология и медицина". Материалы конференции. Москва, Россия, 14-17 марта 2006, с.21.
  5. Яминский И.В. Открытое экспериментальное образование в области наноскопии полимеров: Возможности и достижения. // Третья Всероссийская Каргинская Конференция "Полимеры - 2004". Тезисы устных и стендовых докладов. Москва, МГУ. Том 1, с. 196 (2004).
  6. Bolshakova A.V., Filonov A.S., Gallyamov M.O., Gavrilko D.Yu., Dubrovin E.V., Kiselyova O.I., Lomonosov A.M., Meshkov E.B., Yaminsky I.V. Open experimental internet practical studies in nanoscopy of polymers. //SPMP-2003. Book of abstracts. Rolduc Abbey, Conference Center, Kerkrade, The Netherlands, 15-18 July 2003. P.82.
  7. Bolshakova A.V., Filonov A.S., Gallyamov M.O., Gavrilko D.Yu., Dubrovin E.V., Kiselyova O.I., Lomonosov A.M., Meshkov E.B., Yaminsky I.V. Open experimental internet practical studies in nanoscopy. //Proceedings of International Workshop "Scanning Probe Microscopy - 2003", Nizhny Novgorod, March 2-5, 2003, pp. 57-61.
  8. А.В.Большакова, И.В. Яминский Лабораторная работа "Сканирующая зондовая микроскопия бактериальных клеток" в рамках Интернет-практикума по зондовой микроскопии кафедры ВМС химического факультета МГУ // Электронная конференция "Российские Интернет-ресурсы по химии, биологии и медицине; их развитие и применение в образовании, науке и малом наукоемком бизнесе". 2002.
  9. А.В. Большакова, Д.Ю. Гаврилко, М.О. Галлямов, Е.В. Дубровин, О.И. Киселева , Г.Б Мешков, А.С. Филонов, И.В. Яминский Лабораторный Интернет-практикум по сканирующей зондовой микроскопии // Электронная конференция "Российские Интернет-ресурсы по химии, биологии и медицине; их развитие и применение в образовании, науке и малом наукоемком бизнесе". 2002.
  10. Филонов А.С. Интернет-лаборатория сканирующей зондовой микроскопии // Сборник докладов 5-го Белорусского семинара по сканирующей зондовой микроскопии, 7-8 октября 2002 г., ИФТТП НАН Беларуси, Минск, 2002, 33-34.
  11. Яминский И.В., Филонов А.С., Люлевич В.В., Шишлова А.В., Киселева О.И., Большакова А.В., Галлямов М.О. Образовательные программы в области наноскопии и нанотехнологии // Съезд российских физиков- преподавателей "Физическое образование и XXI веке", тезисы докладов, Москва, 28-30 июня 2000, С.174
  12. Яминский И.В., Филонов А.С., Большакова А.В., Шишлова А.В. Образовательные программы в области зондовой микроскопии// Материалы Всероссийского совещания "Зондовая микроскопия-99", Нижний Новгород, 10-13 марта 1999, сс. 352-356.

Список 2.

  1. Регистрация пользователей, ведению «судового» журнала, составлению расписания – требуется адаптировать имеющееся или разработать новое программное обеспечение.
  2. Проверка уровня знаний и квалификации пользователя – надо создать систему интерактивного экзаменатора.
  3. Допуск к дистанционному эксперименту – следует разработать интеллектуальный центр принятия решений, который будет выносить свой вердикт.
  4. Онлайн контроль над действиями удаленного оператора микроскопа – полезно иметь систему мониторинга и оценки проводимых действий, выбора режимов и параметров сканирования и т.д.
  5. Система защиты от несанкционированных действий, умыслов хакеров и пр. – полезно использовать как стандартные, так и оригинальные методы.
  6. Информационные ресурсы и обучающая среда – их разнообразие и полнота будут только способствовать эффективности дистанционного обучения.


В статье использованы материалы: Нанометр, Фемтоскан, Центр Перспективных технологий


Средний балл: 10.0 (голосов 4)

 


Комментарии
Советую будущим участникам очного тура более внимательно ознакомиться со статьей

прикольно, а мне можно что-нибудь поснимать на нём?!
Есть задумка на очном туре Третьей Интернет-Олимпиады "Нанотехнологии - Прорыв в Будущее" продемонстрировать возможности Интернет-управления сканирующим зондовым микроскопом ФемтоСкан. Приходите!


Только как туда образец ставить? (Дистанционно)
Дистанционным интерфейсом поработают члены жюри... Кстати, школьников НА ЭКСКУРСИЮ можно будет отправить в АСМный кружок в МГТУ им.Н.Э.Баумана...
Пастух Евграфович, 26 февраля 2009 17:09 
Читать очень даже приятно, но про картошку скажу - русских на западе отличают по... "картофельному характеру" (в том числе). А Вы никогда не принюхивались - от человека даже запах другой после употребления картошки, можете к себе принюхаться!. А теперь найдите того, кто никогда не ест картофель - почувствуйте разницу в поведении. Человек - это то, что он ест!!!
Флуд пошел!!!
Пастух Евграфович, 27 февраля 2009 10:45 
Белиовский Александр Евгеньевич! Рейтинг сайта от "таких пастухов" только поднимается - это и была цель моей вставки, и не надо все уж так близко к сердцу принимать - пожалуйста, будьте проще, как обычный саженец каштана в дубовом парке - не расстраивайте Лидию Георгиевну.
А то 300 челов читают, а сказать боятся - вдруг не угодишь!
А и пусть нас модератор рассудит - будем здесь шутить или приговор картофельным вирусам против человечества приведём в исполнение!?
Трусов Л. А., 28 февраля 2009 01:08 
как же без откатов-то?
как образец то ставить?
Владимир Владимирович, 02 марта 2009 08:25 
Павел Александрович,
Тут упомянуто (в комментариях выше), что образец по команде участников будут ставить члены жюри (ну или их ассистенты).
То есть, конечно, продвинутые высокие технологии - высокими технологиями, а человеческий фактор строго неизбежен
Пастух Евграфович, 03 марта 2009 13:01 
Хотелось всего лишь услышать здесь и студентов, они ведь читают ЭТО? А теорий управления ветрами действительно много пишут и Премьеру и Чубайсу и Медведеву И знают, что тысячами пишут, и ответа ждут. Что ждать то - "работайте, а как самолет полетит - домой пойдете!"
<И. В.Сталин>
Л В А, 06 марта 2009 01:26 
Помнится, в ФТИ на JEOL когда образец приносил его, если не прямо из установки, а например после облучения, то бишь грязный запыленный - чистой то не было и т.п. так по паре часов уходило. Про биологию народ вообще страшные вещи рассказывает - до нескольких дней может уйти.
Дистанционное управление - это не картофель, не каштан и даже не вирус. Просто - это небольшое удобство. Утром поставил образец, запустил сканирование, временами посматриваешь, растут бактерии или нет. Вечером уже из дома можно скорректировать параметры сканирования, выбрабрать нужный участок, рассмотреть важные детали.
Как ставить образец через Интернет? Этот вопрос нам уже задавали 986 раз. Возможно, со временем дизайн образца можно будет делать и дистанционно, например, с помощью наборов химреактивов и пипеток. У нас есть еще 182 различных ответа.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Танцующая в облаках
Танцующая в облаках

SCAMT Workshop Week - практическая зимняя школа
SCAMT Workshop Week (SWW) - это уникальный междисциплинарный химико-биологический воркшоп: за 1 неделю у студентов будет возможность сделать научный проект в одной из самых современных областей нанотехнологий и освоить новые практические навыки.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Концентратор метана на основе пористого колонного графена. Наночастицы помогут в борьбе с бактериями зубного налёта. Фтороперовскит NaMnF3: новый виртуальный мультиферроик. В Баку отметили 100-летний юбилей Гасана Багировича Абдуллаева. Нобелевская премия 2018.

Наносистемы: физика, химия, математика (2018, том 9, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume9/9-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Социальные сети - реалии виртуального мира или виртуалии реальности?

Социальные сети опутали сознание, они вызывают психозы и бунты. Поколение Z живет в этом мире с рождения, но что это - реалии виртуального мира или виртуальность реальности? Немного об официальных страницах наноолимпиады в соцсетях... :)

Материалы реферативного курса "Образование в области нанотехнологий"
Коллектив авторов
Курс посвящен рассмотрению вопросов образования в области нанотехнологий, а также подготовки школьников к олимпиадам вообще и наноолимпиаде, в частности. В рамках курса рекомендуется ознакомиться с представленными материалами и пройти недавние тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде "Нанотехнологии - прорыв в будущее".

Материалы реферативного курса "Наномедицина"
Коллектив авторов
Курс посвящен углублению знаний потенциальных участников наноолимпиады в области наноматериалов и нанотехнологий для биологии и медицины. В рамках курса рекомендуется самостоятельно ознакомиться с представленными материалами и пройти тесты, которые помогут лучше подготовиться к XIII Всероссийской олимпиаде "Нанотехнологии - прорыв в будущее".

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.