eng
Выпуск #6/2017
А.Ахметова, И.Яминский
Центр перспективных технологий: производство и инновации
Центр перспективных технологий: производство и инновации
Просмотры: 2564
Сканирующий зондовый микроскоп "ФемтоСкан" за прошедшие двадцать лет эволюционировал в многофункциональный прибор, в котором интегрировано около ста различных режимов измерений. Одновременно изготовление СЗМ переводилось на систему цифрового производства.
УДК 681.2
ВАК 05.11.00
DOI: 10.22184/1993-8578.2017.77.6.110.112
УДК 681.2
ВАК 05.11.00
DOI: 10.22184/1993-8578.2017.77.6.110.112
Теги: biosensors digital production scanning probe microscopy биосенсоры сканирующая зондовая микроскопия цифровое производство
Центр перспективных технологий" является инновационным предприятием, работающим в направлении экспериментальных нанотехнологий, в частности, в области сканирующей зондовой микроскопии. К существенным достижениям последнего времени можно отнести следующие результаты:
• с помощью сканирующей капиллярной микроскопии получены изображения эритроцитов в жидкостной ячейке [1];
• разработаны системы прецизионного трехкоординатного позиционирования для использования в сканирующей зондовой микроскопии и во фрезерных обрабатывающих центрах [2];
• для привлечения молодежи к проектам в области нанотехнологий запущена новая площадка Центра молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" по адресу Ломоносовский проспект, д. 20 [3];
• модернизирована производственная площадка по выпуску многофункциональных СЗМ "ФемтоСкан".
Инновационная деятельность по выпуску СЗМ была начата в 1987 году. В период с 1987 по 1992 год было произведено 35 сканирующих туннельных микроскопов серий "Скан-7" и "Скан-8". В 1997 году появился многофункциональный СЗМ "ФемтоСкан", который совместил в себе многие режимы сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии. Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн" стало де-факто стандартом, используемым для обработки, анализа и визуализации данных зондовой микроскопии.
В 2016 году "Центр перспективных технологий" и МГУ им. М.В.Ломоносова успешно выполнили этап НИОКРа "Разработка сенсорных технологий молекулярной диагностики для персонифицированной медицины" [4], в рамках которого были сделаны существенные шаги по организации и модернизации наукоемкого производства не только СЗМ, но и высокочувствительных биосенсоров на вирусные и бактериальные агенты. Поданы заявки и получены патенты на оригинальные решения проточной жидкостной ячейки для зондового микроскопа и конструкцию биосенсора для раннего обнаружения биологических микро- и нанообъектов.
Каждый, кто начинает создавать производство, сталкивается со многими проблемами и вопросами. Где выбрать производственную площадку? Как найти и подготовить высококвалифицированный производственный персонал? Что делать самим, а что отдать на аутсорсинг? Как найти надежных и качественных поставщиков? Как оптимально организовать производственную цепочку? В каком виде содержать производственную документацию? Как должна функционировать система контроля качества выпускаемой продукции? Для достижения успеха необходимо оптимальным образом найти практические решения этих и многих других задач. Определенным подспорьем, безусловно, могут оказаться нормативные документы, в том числе ГОСТы и ОСТы, методические рекомендации. Но на практике получается, что эта нормативная база во многом существенно устарела и не может быть использована в полной мере.
Рассмотрим пример изготовления механической детали. Первый этап – это создание трехмерной модели, что удобно делать в таких программных пакетах как SolidWorks, AutoCad, "СпрутКам" и др. Современные компьютерные программы позволяют не только получить 3D-модель, но и проанализировать ее поведение в реальных условиях под нагрузкой, при различных температурах и пр. При этом отпадает необходимость в изготовлении бумажных чертежей по ГОСТу. На следующем этапе необходимо реализовать технологию изготовления детали на имеющемся производственном оборудовании. Например, для обрабатывающего центра необходимо подготовить управляющую программу. Предварительно следует определиться с обрабатывающим инструментом и с последовательностью его применения. После закрепления заготовки на столе обрабатывающего центра деталь будет изготовлена в автоматическом режиме. По сути дела, так работает современное цифровое производство. Получается, что токарь, фрезеровщик, станочник должны обладать не в последнюю очередь умением программиста, и, наоборот, высококвалифицированный программист должен иметь знания токаря, фрезеровщика и т.д.
Именно подготовкой таких специалистов занимается Центр молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" – совместный проект "Центра перспективных технологий" и МГУ им. М.В.Ломоносова при поддержке Правительства Москвы. Для будущих нанотехнологов имеются токарный и фрезерные обрабатывающие центры, лазерный гравер, 3D-принтер, оптические микроскопы и, конечно, главные инструменты нанотехнологии – микроскопы "ФемтоСкан".
Системы трехкоординатной подачи, разрабатываемые в Центре молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии", являются общим узлом СЗМ и фрезерного обрабатывающего центра. О новом перспективном решении в этой области читайте в статье "Магнитная винтовая пара" на с.66.
Авторы выражают искреннюю благодарность Правительству Москвы, Департаменту науки, промышленной политики и предпринимательства г. Москвы, Минэкономразвития России (договор № 8/3-63ин-16 от 22.08.16 г.) и РФФИ (проект 16-29-06290) за финансовую поддержку проектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макарова Е.С., Яминский И.В. Изучение взаимодействия вируса гриппа с единичными клетками эпителия и эритроцитами //
Медицина и высокие технологии. 2016. Т. 1. С. 39–55.
2. Ахметова А., Белов Ю., Мешков Г., Яминский И. Системы 3D-позиционирования в точной обработке материалов // НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 71. № 1. С. 102–104.
3. Яминский И.В. Секрет толкушки для пюре //
НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 73. № 3. С. 72–75.
4. Ахметова А., Яминский И. Раннее обнаружение вирусов и бактерий с использованием методов нанотехнологий // НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 71. № 1. С. 70–74.
• с помощью сканирующей капиллярной микроскопии получены изображения эритроцитов в жидкостной ячейке [1];
• разработаны системы прецизионного трехкоординатного позиционирования для использования в сканирующей зондовой микроскопии и во фрезерных обрабатывающих центрах [2];
• для привлечения молодежи к проектам в области нанотехнологий запущена новая площадка Центра молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" по адресу Ломоносовский проспект, д. 20 [3];
• модернизирована производственная площадка по выпуску многофункциональных СЗМ "ФемтоСкан".
Инновационная деятельность по выпуску СЗМ была начата в 1987 году. В период с 1987 по 1992 год было произведено 35 сканирующих туннельных микроскопов серий "Скан-7" и "Скан-8". В 1997 году появился многофункциональный СЗМ "ФемтоСкан", который совместил в себе многие режимы сканирующей туннельной и атомно-силовой микроскопии. Программное обеспечение "ФемтоСкан Онлайн" стало де-факто стандартом, используемым для обработки, анализа и визуализации данных зондовой микроскопии.
В 2016 году "Центр перспективных технологий" и МГУ им. М.В.Ломоносова успешно выполнили этап НИОКРа "Разработка сенсорных технологий молекулярной диагностики для персонифицированной медицины" [4], в рамках которого были сделаны существенные шаги по организации и модернизации наукоемкого производства не только СЗМ, но и высокочувствительных биосенсоров на вирусные и бактериальные агенты. Поданы заявки и получены патенты на оригинальные решения проточной жидкостной ячейки для зондового микроскопа и конструкцию биосенсора для раннего обнаружения биологических микро- и нанообъектов.
Каждый, кто начинает создавать производство, сталкивается со многими проблемами и вопросами. Где выбрать производственную площадку? Как найти и подготовить высококвалифицированный производственный персонал? Что делать самим, а что отдать на аутсорсинг? Как найти надежных и качественных поставщиков? Как оптимально организовать производственную цепочку? В каком виде содержать производственную документацию? Как должна функционировать система контроля качества выпускаемой продукции? Для достижения успеха необходимо оптимальным образом найти практические решения этих и многих других задач. Определенным подспорьем, безусловно, могут оказаться нормативные документы, в том числе ГОСТы и ОСТы, методические рекомендации. Но на практике получается, что эта нормативная база во многом существенно устарела и не может быть использована в полной мере.
Рассмотрим пример изготовления механической детали. Первый этап – это создание трехмерной модели, что удобно делать в таких программных пакетах как SolidWorks, AutoCad, "СпрутКам" и др. Современные компьютерные программы позволяют не только получить 3D-модель, но и проанализировать ее поведение в реальных условиях под нагрузкой, при различных температурах и пр. При этом отпадает необходимость в изготовлении бумажных чертежей по ГОСТу. На следующем этапе необходимо реализовать технологию изготовления детали на имеющемся производственном оборудовании. Например, для обрабатывающего центра необходимо подготовить управляющую программу. Предварительно следует определиться с обрабатывающим инструментом и с последовательностью его применения. После закрепления заготовки на столе обрабатывающего центра деталь будет изготовлена в автоматическом режиме. По сути дела, так работает современное цифровое производство. Получается, что токарь, фрезеровщик, станочник должны обладать не в последнюю очередь умением программиста, и, наоборот, высококвалифицированный программист должен иметь знания токаря, фрезеровщика и т.д.
Именно подготовкой таких специалистов занимается Центр молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии" – совместный проект "Центра перспективных технологий" и МГУ им. М.В.Ломоносова при поддержке Правительства Москвы. Для будущих нанотехнологов имеются токарный и фрезерные обрабатывающие центры, лазерный гравер, 3D-принтер, оптические микроскопы и, конечно, главные инструменты нанотехнологии – микроскопы "ФемтоСкан".
Системы трехкоординатной подачи, разрабатываемые в Центре молодежного инновационного творчества "Нанотехнологии", являются общим узлом СЗМ и фрезерного обрабатывающего центра. О новом перспективном решении в этой области читайте в статье "Магнитная винтовая пара" на с.66.
Авторы выражают искреннюю благодарность Правительству Москвы, Департаменту науки, промышленной политики и предпринимательства г. Москвы, Минэкономразвития России (договор № 8/3-63ин-16 от 22.08.16 г.) и РФФИ (проект 16-29-06290) за финансовую поддержку проектов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Макарова Е.С., Яминский И.В. Изучение взаимодействия вируса гриппа с единичными клетками эпителия и эритроцитами //
Медицина и высокие технологии. 2016. Т. 1. С. 39–55.
2. Ахметова А., Белов Ю., Мешков Г., Яминский И. Системы 3D-позиционирования в точной обработке материалов // НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 71. № 1. С. 102–104.
3. Яминский И.В. Секрет толкушки для пюре //
НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 73. № 3. С. 72–75.
4. Ахметова А., Яминский И. Раннее обнаружение вирусов и бактерий с использованием методов нанотехнологий // НАНОИНДУСТРИЯ. 2017. Т. 71. № 1. С. 70–74.
Отзывы читателей
