Можно ли пощупать молекулы? Это безумно интересно…

Александр Кудрявцев, доцент ИнХим,  для «Университет и регион»

Для первых ученых, интересующихся тайнами вещества, наиболее доступными приборами были лупа и гальванометр. Позже на подмогу им появились микроскоп, спектроскоп и рефрактометр. Стремительное развитие техники в ХХ веке, квантовых представлений о мире вещества позволили увидеть его на молекулярном и субатомном уровне, заговорить о нанотехнологиях. Какими же инструментами должен умело владеть ученый XXI века сегодня?

Ответ на этот вопрос получили участники семинара «Современные методы исследований для передовых производственных технологий и экологических задач», проведенного ведущими специалистами международной компании INTERTECH Corporation по совместной инициативе с ЦКП «Химический анализ и идентификация веществ» (рук. Н.Ю.Третьяков) в Дни празднования Российской науки (9-10 февраля).

Слушая великолепные доклады о современных возможностях  аналитической аппаратуры, я получил истинное наслаждение  и много ценной  новой информации, которая безусловно найдет отражение в лекционных курсах. Отрадно, что помимо специалистов с предприятий Тюмени, преподавателей и сотрудников ТюмГУ на семинаре присутствовали студенты старших курсов, аспиранты  университета.

В докладах было представлено 4 блока наиболее актуальных методов исследований. Зная что такое атомно-силовая микроскопия, когда тончайшая иголочка-кантилевер, «щупая» микрообъект, зондирует слой молекул на его поверхности, я был удивлен новейшими возможностями такой аппаратуры. Как рассказала  В.С.Неудачина, ведущий специалист корпорации, при одновременном воздействии на объект лазерным инфракрасным излучением, с помощью такой иголочки можно получить ИК-спектр молекулярных колебаний крошечной области поверхности. Диковинный молекулярный граммофон ожил в XXI веке! Модифицированной «иголочкой» можно измерить локальную температуру поверхности, построить карту тепловых и электрических полей крайне мелких биологических объектов, таких как вирусы. Недаром эти методы уже считают революционными в науке.

Один из блоков докладов был посвящен современной аппаратуре компании Thermo Scientific для исследования элементного состава проб – линейке атомно-абсорбционных и атомно-эмиссионных спектрометров iC (А.Ю.Лейкин). При компактности приборов их отличает высокая точность и производительность. Такие приборы, в первую очередь, необходимы исследователям-экологам при обнаружении малых количеств чрезвычайно опасных загрязнителей окружающей среды – ртути, мышьяка, свинца и др.

Доклады Т.Б.Кимстач, посвященные использованию спектрометров и микроскопов Thermo Fisher Scientific, вызвали необычайный интерес. Казалось бы известные из учебников методы спектроскопии ИК-поглощения света и комбинационного рассеяния (Раман-спектроскопия) совершенно преобразились на новой технической базе, с применением аппаратуры Nicolet. Используя крайне малые лазерные «пятачки» света, с помощью них легко удается построить карты присутствия различных соединений не только на поверхности объекта, но и просканировать его вглубь, с очень малым микрометровым шагом. Это открывает широчайшие перспективы исследования вещества, многослойных наноматериалов. Контроль качества лазерных оптических CD и DVD-дисков, производящийся таким способом, представляется крайне примитивной задачей.

Чувствительные спектрометры могут успешно сочетаться с другой аппаратурой – хроматографами и приборами для термодеструкции проб. Методы анализа, о которых рассказала Т.Б.Кимстач, позволяют идентифицировать вещества без вскрытия упаковки, что очень востребовано теперь криминалистами. 

Заключительная часть семинара, посвященная методам термоанализа (М.Ф.Ахметов), воспринималась слушателями словно сладкий десерт. Совершенные приборы ТА Instruments настолько чувствительны, что позволяют сделать экспресс-оценку экологического состояния среды по крошечному энерговыделению живых тест-организмов, помещенных в нее на короткое время (обычный токсикологический эксперимент длится от нескольких суток до недель). 

 Современные методы термоанализа должны широко внедряться в технологические разработки с целью повышения нефтеотдачи, использоваться в реологии, изучении гетерогенных химических систем. Все это позволяет осуществить аппаратура INTERTECH Corporation.

Итоговым аккордом к семинару послужил красочный слайд с лабиринтом. Копошащаяся в его закутках мышь вряд ли скоро найдет выход, а вот парящий высоко в небе орел сразу его увидит. Оснащенным творческими крыльями и орлиным зрением будет тот ученый-естествоиспытатель, кто имеет современную  экспериментальную технику в своей лаборатории.