В Сколтехе с сентября 2018 года успешно функционирует центр электронной микроскопии, или ЦКП «Визуализация высокого разрешения». Центр оснащен самым современным оборудованием. Мы поговорили с руководителем ЦКП, к.ф.-м.н. Ярославой Шаховой о том, чем живет Центр сегодня и каковы перспективы его развития.  

Ярослава, расскажите, пожалуйста, про приборный парк Центра. Что у вас есть? Чем вы особенно гордитесь?

Центр коллективного пользования «Визуализация высокого разрешения» оснащен самыми современными электронными микроскопами и необходимым оборудованием для пробоподготовки широкого спектра образцов для исследований с использованием электронной микроскопии. На сегодняшний день у нас установлено 3 электронных микроскопа: из них один – просвечивающий с корректором сферических аберраций Titan Themis Z, один – двухлучевой сканирующий электронный микроскоп Helios PFIB G4 UXe, т.е. сочетающий и электронную и ионную колонны, и один – сканирующий электронный микроскоп Quattro S ESEM с возможностью работы в режиме низкого вакуума или же в режиме насыщенных паров воды. Более подробно с техническими характеристиками приборов можно ознакомиться по ссылке. Спектр образцов, которые можно исследовать с использованием электронной микроскопии, весьма широк. В связи с чем нужно уметь правильно подготавливать образцы к исследованию. Именно поэтому в ЦКП установлен весь спектр вспомогательного оборудования для проведения пробоподготовки: пресс для запрессовки, отрезные станки, шлифовально-полировальные станки, установки для ионной и электролитической полировки и утонения, установки для плазменной чистки, сухой перчаточный бокс для работы с образцами в среде аргона и оптические микроскопы для контроля образцов.

Особенно мы гордимся нашей командой, поскольку недостаточно установить самое современное оборудование: на оборудовании необходимо квалифицированно работать. Необходимо грамотно ставить научные задачи и решать их, используя весь спектр возможностей оборудования. На сегодняшний день у нас есть команда, которая обладает необходимым уровнем компетенций в области электронной микроскопии. Профессор Артем Абакумов, директор Центра энергетических технологий и научный консультант ЦКП, имеет за плечами более чем 20-ти летний опыт работы с просвечивающими электронными микроскопами. Каждый из наших сотрудников является специалистом или в области сканирующей электронной микроскопии, как, например, инженер-исследователь Илья Крупатин и старший научный сотрудник Николай Орликовский, или в области просвечивающей электронной микроскопии, как научный сотрудник Мария Кирсанова. Отдельно я бы хотела отметить, что оборудование ЦКП активно используется для выполнения научно-исследовательских работ и аспирантов, и магистров. Например, диссертация аспиранта Анатолия Морозова полностью построена на использовании электронной микроскопии для исследования катодных материалов для литий-ионных аккумуляторов, а выпускница магистерской программы 2020 г. Елена Орлова для выполнения дипломной работы освоила сложный метод статистической обработки электронно-микроскопических изображений после прохождения 2-х месячной стажировки в Центре электронной микроскопии Университета Антверпена. Наш ЦКП также принимает активное участие в образовательной программе для магистров в рамках курса “Методы исследования структуры материалов”, где мы проводим практические занятия по электронной микроскопии.

Что ожидает заказчика, обратившегося к вам? Какие сервисы, услуги он получает?

ЦКП может обеспечить решение практически любой научно-исследовательской задачи с использованием электронной микроскопии. Мы можем выполнить стандартное исследование морфологии частиц или поверхности, а можем выполнить исследование по решению кристаллической структуры нового вещества с использованием электронной томографии обратного пространства или же визуализировать частицу в 3D с использованием электронной томографии. Помимо владения широким спектром разнообразных экспериментальных методов, сотрудники ЦКП обладают компетенциями в области материаловедения, кристаллографии, микроэлектроники и пр. Мы готовы совместно с заказчиком составить и оптимизировать план работ. С полным списком типовых услуг можно ознакомиться на сайте ЦКП.

Кто он ваш внутренний заказчик, какие ученые к вам в основном обращаются?

Из 9 научно-исследовательских центров Сколтеха нашими внутренними клиентами являются Центр энергетических технологий, Центр по добыче углеводородов, Центр по фотонике и квантовым материалам, Центр по проектированию и производству материалов. Именно ученые из этих центров чаще всего приходят к нам для проведения исследований. Причем наши внутренние клиенты, предварительно пройдя обучение, могут самостоятельно работать на части оборудования, например, на сканирующем электронном микроскопе Quattro S ESEM и оборудовании по пробоподготовке. Из активно сотрудничающих с нами профессоров Сколтеха я бы отметила проф. Артема Абакумова, проф. Евгения Антипова, проф. Альберта Насибулина, проф. Сакеллариса Маилисса, проф. Алексея Черемисина, проф. Дмитрия Джуринского.

И кто ваши внешние заказчики? Какова их доля?

Внешними заказчиками являются как университеты и научно-исследовательские институты, так и коммерческие организации. Мы сотрудничаем с различными организациями, которые проводят свои исследования или производят продукцию в самых разных областях, например, медицина, микроэлектроника, разработка новых материалов, хранение энергии, химические технологии, добыча минерального сырья. При работе с внешними заказчиками мы можем предложить несколько вариантов взаимодействия: это может быть договор на научно-исследовательскую работу, разовый договор на оказание услуг, рамочный договор на оказание услуг или оплата по счету. 

Как бы Вы охарактеризовали неиспользованные возможности центра? Каков потенциал у Центра?

Я бы говорила не об неиспользованных возможностях, а о расширении возможностей ЦКП, поскольку все возможности для исследования материалов с использованием электронной микроскопии, которые есть у Центра, мы используем. Мы планируем расширение возможностей ЦКП за счет закупки держателей для проведения in-situ экспериментов в среде жидкости или газов, т.е. экспериментов максимально приближенных к реальным условиям. Например, в таком держателе можно собрать электрохимическую ячейку и изучить поведение катодного материала в процессе электрохимического циклирования. Мы также планируем расширить возможности ЦКП в области геологии: сейчас мы можем проводить только элементный анализ образцов, тогда как для геологических образцов критическое значение имеет исследование минералогического состава. Также мы хотели бы расширить наши возможности в области in-situ сканирующей электронной микроскопии за счет закупки предметного столика с возможностью нагрева и охлаждения.

Что касается потенциала ЦКП, я думаю, что наш ЦКП может по праву считаться одним из лучших центров по электронной микроскопии в России, с учетом как оборудования, установленного в Центре, так и высококлассной команды специалистов.

Какие у вас планы по развитию Центра?

Еще в прошлом году мы утвердили обновленный план развития ЦКП. Мы планируем существенно расширить наши возможности в области электронной микроскопии с учетом запросов от внутренних и внешних заказчиков. На сегодняшний день план развития ЦКП предполагает установку еще 6 электронных микроскопов в дополнение к 3 уже установленным, что позволит нам существенно расширить наши возможности в таких областях, как материаловедение, кристаллохимия, геология, микроэлектроника и др. Неотъемлемой частью развития Центра является развитие кадрового потенциала Центра, которое включает поиск новых сотрудников для работы на оборудовании и повышение квалификации сотрудников Центра.