1) Разработать методы анализа и создать уникальный комплекс оборудования ­– «Нанолабораторию на чипе» – для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов.

 

Путь решения: На основании многолетнего опыта авторского коллектива в области исследований тонких органических пленок была предложена оригинальная концепция уникального прибора для теплофизических исследований - Нанокалориметра. Используя коммерчески доступные газовые сенсоры, данный прибор должен позволять производить нагрев и охлаждение сверхмалых количеств вещества с высокими скоростями – до 105 К/с, что позволит сделать его ядром предлагаемой лаборатории на чипе для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов.

 

2) Разработать полный комплект методологической документации для проведения экспериментальных исследований структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов с помощью предлагаемого комплекса оборудования ­– «Нанолаборатории на чипе». Провести серию научных экспериментов по вновь разработанным методикам с использованием разработанного комплекса.

 

Путь решения: Детально описать процедуры калибровки и приготовления образца для прибора, доступные даже начинающему пользователю. Переработать и дополнить методику измерения массы отдельных наночастиц при помощи кантилевера АСМ, позволяющую количественно измерять теплофизические параметры непосредственно для наноматериалов. Переработать и дополнить методику проведения на приборе экспериментальных исследований структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов. Разработать методики для комплексного анализа структуры и теплофизических свойств тонких пленок и наноструктурированных материалов, используя комбинацию современных методов в новом форм-факторе. 

 

3) Оптимизировать разработанный комплекс оборудования в целях его дальнейшей интеграции на максимально возможное количество распространенных исследовательских платформ и приборов.

 

Путь решения: провести оптимизацию «Нанолаборатории на чипе»  и реализовать схемы ее интегрирования в различные экспериментальные установки: сканирующий зондовый, оптический и рамановский микроскопы, на  линию нанофокусной рентгеновской дифракции на базе УСУ – уникального комплекса для рентгеноструктурного анализа “Xenocs WAXS/SAXS X-ray System”, задействованной в проекте, а также на линию по нанофокусной синхротронной рентгеновской дифракции в Европейском центре синхротронных исследований (ESRF, Гренобль, Франция). Показать, что прибор может использоваться в различных установках не только как маломощный и компактный нагревательный элемент для наноматериалов и тонких пленок, но также дополнять полученные результаты важными теплофизическими данными.

 

4) Подготовить комплект технической документации, описывающий технологию производства разрабатываемых комплексов оборудования ­– «Нанолабораторий на чипе» – для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов.

 

Путь решения: Описать алгоритмы, методы, методики решения основных технических, конструкторских и технологических задач, возникающих при изготовлении Лаборатории, с выделением отдельных технических, конструкторских и технологических решений по созданию и способам производства указанных комплексов оборудования. Создать необходимую нормативную, техническую и методическую документацию, необходимую для решения поставленной технологической задачи: технологический регламент и технические условия на изготавливаемую продукцию.

 

5) Изготовить опытную партию комплексов оборудования ­– «Нанолабораторий на чипе» – для исследования структуры и теплофизических свойств наноструктурированных материалов, а также обеспечить возможность интегрирования Лабораторий в ведущие отечественные образцы приборостроения.

 

Путь решения: на мощностях Индустриального партнера (ООО «Ай Ди Эй Технологии») изготовить опытную партию комплексов оборудования ­– «Лабораторий на чипе». В сотрудничестве с одной из ведущих высокотехнологичных российских компаний НТ-МДТ разработать и выпустить опытную партию образцов интегрированных платформ ИНТЕГРА/Нанокалориметр и СОЛВЕР НЕКСТ/Нанокалориметр для измерений методом сканирующей зондовой микроскопии тонких пленок, совмещенной с термическим анализом.