«Разработаем гибкий сенсор для экспресс-анализа продуктов на патогены и опасные загрязнения»
Шесть проектов молодых ученых МИЭТ получили поддержку университета по результатам конкурса «Молодой исследователь» — проекты будут реализованы на гранты университета в размере 400 тысяч рублей. Конкурс проводился в рамках реализации Программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030» и был направлен на мотивацию молодых ученых к активному участию в фундаментальных научных исследованиях на базе университета.
Рассказываем подробнее о проектах и их авторах, студентах и аспирантах МИЭТ.
Проект «Разработка методики формирования и применения гибких полимерных ГКР-подложек с помощью метода робокастинг» – научная работа команды молодых ученых Института ПМТ, его выполняют аспиранты Денис Новиков и Андрей Тарасов, студентка Юлия Чумаченко и магистрант Михаил Володченко.
«Суть нашего проекта – сделать сенсор на гибкой подложке для экспресс-анализа, в частности, сельскохозяйственной продукции, – рассказывает Андрей Тарасов. – С его помощью можно будет определять наличие патогенов в мясных продуктах и опасных загрязнений в овощах и фруктах. Наш сенсор основан на эффекте гигантского комбинационного рассеяния света (ГКР), происходящего на плазмонных наночастицах серебра. При помощи подобных сенсоров можно детектировать единичные молекулы вещества в воздухе, в воде и в грунте».
Сегодня для подобного экспресс-анализа продуктов на наличие опасных веществ используются твердотельные ГКР-подложки, а сама процедура довольно кропотлива и требует времени. Подложки достаточно хрупкие, и при проведении исследования образцов на них необходимо подготавливать раствор для равномерного нанесения анализируемого вещества — обычно это водные или спиртовые растворы. Затем нужно дождаться испарения растворителя и провести измерения при помощи спектроскопии комбинационного рассеяния.
«Применение гибкой подложки может ускорить процесс подготовки к исследованию – поясняет молодой ученый, — подложку можно просто вдавить в образец, к примеру, в помидор, чтобы она механически на себя собрали анализируемый материал без необходимости создания промежуточного раствора. Таким образом мы существенно упростим этап подготовки и изменения образцов».
Сейчас проект находиться на этапе лабораторных исследований прототипа.
Сама идея проекта возникла в результате симбиоза направлений исследований, которыми занимаются участники команды. Денис Новиков и Юлия Чумаченко выполняют исследования с ГКР-подложками на основе кремниевых пластин и постоянно сталкиваются с трудностями подготовки аналита и хрупкостью подложек. Андрей Тарасов и Михаил Володченко специализируются на создании функциональных полимерных слоев, которые можно наполнить практически любым материалом и сформировать их любой формы, локализации и контролируемой толщины. В результате обсуждения этих проблем и возможностей в лабораториях Института ПМТ и родился замысел общей работы.
«Основная моя деятельность — получение нитевидных наноматериалов гидротермальным методом синтеза и, как одно из направлений, применения их в аддитивных технологиях, — поделился увлеченный своими исследованиями Андрей Тарасов, — в частности, создание функциональных слоев методом робокастинга. Этот метод позволяет печатать слои при помощи чернил: растворенных полимеров или паст. Если в эти чернила добавить нитевидные наноматериалы, можно получить новые свойства у слоёв полимера. Я занимаюсь наукой с третьего курса бакалавриата, когда меня пригласили на кафедру. Работать понравилось – много нестандартных задач, которые нужно решать не только с помощью знаний физики и химии, но и с помощью инженерного подхода».