Проблема управления потоками малых объемов жидкостей является лимитирующим фактором для эксплуатации микрофлюидной лаборатории-на-чипе в биомедицинских устройствах нового поколения.

sitemap
Наш сайт использует cookies. Продолжая просмотр, вы даёте согласие на обработку персональных данных и соглашаетесь с нашей Политикой Конфиденциальности
Согласен
Поиск:

Вход
Архив журнала
Журналы
Медиаданные
Редакционная политика
Реклама
Авторам
Контакты
TS_pub
technospheramag
technospheramag
ТЕХНОСФЕРА_РИЦ
© 2001-2025
РИЦ Техносфера
Все права защищены
Тел. +7 (495) 234-0110
Оферта

Яндекс.Метрика
R&W
 
 
Вход:

Ваш e-mail:
Пароль:
 
Регистрация
Забыли пароль?
Книги по нанотехнологиям
А.О. Жигачев, Ю.И. Головин, А.В. Умрихин, В.В Коренков, А.И. Тюрин, В.В. Родаев, Т.А. Дьячек, Б.Я. Фарбер / Под общей редакцией Ю.И. Головина
Другие серии книг:
Мир материалов и технологий
Библиотека Института стратегий развития
Мир квантовых технологий
Мир математики
Мир физики и техники
Мир биологии и медицины
Мир химии
Мир наук о Земле
Мир электроники
Мир программирования
Мир связи
Мир строительства
Мир цифровой обработки
Мир экономики
Мир дизайна
Мир увлечений
Мир робототехники и мехатроники
Для кофейников
Мир радиоэлектроники
Библиотечка «КВАНТ»
Умный дом
Мировые бренды
Вне серий
Библиотека климатехника
Мир транспорта
Мир фотоники
Мир станкостроения
Мир метрологии
Мир энергетики
Книги, изданные при поддержке РФФИ
Новости
Разработки НОЦ ФМН в призерах международного конкурса MICROGRAPH AWARD 2021 МИРОВОГО ЛИДЕРА RAITH GMBH
Просмотры: 784
16.12.2021
Проблема управления потоками малых объемов жидкостей является лимитирующим фактором для эксплуатации микрофлюидной лаборатории-на-чипе в биомедицинских устройствах нового поколения.
В статье описано современное состояние разработок в области микрофлюидных лабораторий. Проведена классификация физических эффектов, лежащих в основе систем управления потоком микрофлюидных лабораторий-на-чипе. Разработана система поддержания давления с точностью не хуже +/- 1 мбар, являющаяся одним из основных блоков систем управления микрофлюидными лабораториями-на чипе. Экспериментально подтверждено двукратное улучшение точности поддержания давления разработанной системы в сравнении с коммерческими аналогами ведущих мировых производителей.

Развитие микрофлюидных технологий позволило создать принципиально новый класс устройств типа "лаборатория-на-чипе", нацеленных осуществление многостадийных биохимических реакций в рамках одиночного микрофлюидного чипа. В статье приведен обзор и дана классификация существующих микрофлюидных систем, а также физических эффектов, лежащих в основе построения системы управления потоком в микрофлюидной лаборатории-на-чипе. Для реализации блока управления давлением разработана структурная схема системы, а также осуществлен подбор элементной базы, отвечающей требованиям к компактности и энергоэффективности. Для анализа выходных параметров разработанной системы поддержания давления изготовлен макетный образец, на котором выполнена серия экспериментов, нацеленных на исследование быстродействия системы, ее реакции на ступенчатое воздействие и точности поддержания давления.

По результатам проведенных экспериментов установлено, что спроектированная в НОЦ Функциональные Микро/Наносистемы система поддержания давления для микрофлюидной лаборатории-на-чипе обладает следующими характеристиками:

• диапазон поддержания давления: 0…500 мбар;
• точность поддержания давления: не хуже +/-1 мбар;
• быстродействие системы при накачке давления от 0 до 500 мбар: 4,78 с;
• быстродействие системы при накачке давления от 0 до 100 мбар: 0,94 с;
• Предельное _______количество каналов: до 16 шт.

Таким образом, динамические характеристики разработанной системы не хуже аналоговых характеристик лучших зарубежных образцов, а показатели точности превосходят их в два раза.

МИССИЯ
Миссия НОЦ ФМН – создание фундамента для развития микро- и нанотехнологий в России посредством:
• привлечения ведущих мировых и российских ученых, преподавателей, аспирантов и студентов к выполнению прикладных научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ мирового уровня;
• разработки уникальных технологий и их внедрения на производственных мощностях предприятий-партнеров;
• выпуска малых серий инновационной продукции с применением микро- и нанотехнологий.
Передовые практические исследования НОЦ ФМН поддерживает и обеспечивает реализацию передовых практических исследований в области электронной и оптоэлектронной элементной базы на новых физических принципах, фотоники, элементов перспективных имплантируемых биологических комплексов, изделий на базе технологии
"лаборатория-на-чипе", а также МЭМС и НЭМС различного назначения.
Основные усилия команды НОЦ ФМН сосредоточены на достижении главных целей:
• завоевание лидирующих мировых позиций при проведении междисциплинарных научных исследований на стыке таких направлений, как наноэлектроника, материаловедение, биомедицина и биохимия с целью разработки сложных функциональных систем, основанных на новых принципах;
• объединение усилий специалистов НОЦ ФМН, ведущих институтов РАН, медицинских, приборостроительных, машиностроительных отраслевых предприятий и зарубежных партнеров для проведения научно-исследовательских и опытно-конструкторских разработок в интересах Российской Федерации;
• реализация "русского метода обучения ремеслам" – привлечение молодых научных и инженерных кадров, получающих фундаментальную университетскую подготовку, и вовлечение их в практически-прикладные работы посредством инженерной практики, магистратуры и аспирантуры, с последующим их трудоустройством;
• привлечение к реализации научных исследований, опытно-конструкторских и промышленных разработок ведущих ученых, а также российских специалистов, живущих за рубежом, с целью дальнейшего возвращения в Россию.

ПРЕЦИЗИОННАЯ АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПОДДЕРЖАНИЯ ДАВЛЕНИЯ
В престижном международном конкурсе Micrograph Award в тройку лучших в мире микроизображений вошел СЭМ-снимок квантового симулятора на основе кубитов-флаксониумов, изготовленного в совместном научнообразовательном центре Функциональные Микро/Наносистемы МГТУ им. Н.Э.Баумана и ГК "Росатом". Конкурс проводится ежегодно компанией Raith GmbH, ведущим мировым производителем оборудования электронно- и ионно-лучевой литографии. В число победителей международное жюри отбирает СЭМ-изображения наивысшего качества с учетом научной значимости и актуальности темы разработки.
На снимке-призере можно рассмотреть ключевые элементы архитектуры современных сверхпроводниковых квантовых схем, изготовленные методами электронно-лучевой и лазерной литографии: кубиты-флаксониумы на основе цепочек из нескольких десятков последовательных джозефсоновских переходов с нанометровыми размерами, сверхвысокочастотные копланарные резонаторы, а также сверхпроводящие "воздушные мосты" для выравнивания электрического потенциала земли по всей площади квантовой интегральной схемы. Созданный чип-победитель квантового симулятора – это результат совместной разработки НОЦ ФМН и научной группы из МИСиС и KIT (The Karlsruhe Institute of Technology, Германия).

"Вот уже несколько лет наш центр совместно с ведущими мировыми университетами проводит фундаментальные исследования в области квантовых технологий. Это команды из США, Германии, Англии, Кореи, Австралии – практически со всех континентов. Надеюсь, мы продолжим совместные работы, и нам очень приятно, что уже достигнутые результаты получили столь значимое признание со стороны наших немецких партнеров. Отдельно поздравляю бауманцев: ученых и инженеров, изготовивших схему, и, конечно, метрологов, которые ювелирно превратили ее в произведение технологического искусства! Только благодаря ребятам, на микроскопии мы можем рассмотреть мельчайшие нанометровые детали наших устройств – это как с высоты птичьего полета вирусы на руках разглядеть. Во многом это залог успеха технологий НОЦ ФМН, а в нашем случае еще и победы в конкурсе!"отметил Илья Родионов, директор НОЦ Функциональные Микро/Наносистемы.


ПРЕМИЯ "МИКРОГРАФ" ПРИСВАИВАЕТСЯ ТЕМ, КТО ПРИШЛЕТ ЛУЧШИЕ МИКРОФОТОГРАФИИ НАНОСТРУКТУР
Выигравшие призовые места награждаются поездками на конференцию!
Премия Raith Micrograph Award дает всем пользователям системы Raith возможность поделиться своими интересными результатами и привлекательными микрофотографиями с большим международным сообществом пользователей, получив при этом шанс выиграть бесплатную поездку на конференцию по своему выбору!
Для участия в премии необходимо представить до трех микрофотографий приложений, демонстрирующих наноструктуры, которые были созданы с помощью системы Raith или литографической приставки. Приветствуется подача нескольких заявок, при условии, что каждая заявка посвящена разным приложениям, а микрофотографии в одной заявке – одному и тому же приложению. В дополнение к адресной информации необходимо прислать описание микрографии, а также краткий обзор научной мотивации. Принимаются также фотографии "случайностей", если они демонстрируют уникальную нано- или микроструктуру.
Премия Raith Micrograph Award присуждается не за самую красивую микрографию, а за микрографию с наиболее интересной научной основой.

Хотя визуальная привлекательность микрофотографии и качество изображения учитываются, все представленные работы оцениваются, прежде всего, по уникальности наноструктуры, техническому качеству изображения и описанию микрографа.

Данные публикации:
Ечеистов В.В., Зверев А.В., Рыжков В.В., Рыжиков И.А., Макарчук В.В., Шахнов В.А., Родионов И.А. Прецизионная автоматизированная система поддержания давления для микрофлюидной лаборатории-на-чипе. Датчики и системы, 2021, № 1 (254), январь-февраль
 
 Комментарии читателей
Разработка: студия Green Art