"Разработка может применяться для контроля состояния действующего оборудования. Это особенно важно в связи с тем, что если ранее капитальные и профилактические ремонты проводились ежегодно, то сейчас периоды между ремонтами могут достигать трех-четырех лет", - пояснили в пресс-службе СПбГУ.
Прибор будет располагаться на малогабаритной платформе, что позволяет крепить его на металлоконструкции сложной формы и под любым углом. Детальные исследования микро- и наноструктуры металла помогут установить причины аварий при эксплуатации оборудования. Они позволяют наиболее точно восстановить последовательность событий, приведших к отказу, а значит, и разработать меры по предотвращению подобных инцидентов в дальнейшем.
До сих пор зондовая микроскопия для анализа качества материалов и конструкций не применялась. Между тем, она открывает новые возможности в этой области.
"На ощупь человек может определить, твердая поверхность или мягкая, гладкая или шероховатая, горячая или холодная, но осязательные способности человека ограничиваются масштабами миллиметра. Микроскоп атомных сил располагает "органом осязания" с чувствительностью порядка нескольких нанометров, - объясняет Александр Добротворский, доктор химических наук, профессор химического факультета СПбГУ. - Эти объекты примерно в миллион раз меньше тех, которые мы можем пощупать руками. Такие методики хорошо известны в области оптической металлографии, но применительно к атомно-силовой микроскопии их еще только предстоит разработать". Зонд, представляющий собой сверхтонкое острие, регистрирует все неоднородности, и создается трехмерное изображение микроскопического участка металла с увеличением от сотен до десятков тысяч раз. Что особенно важно, разрабатываемые приборы позволяют определить, из чего состоит неоднородность. Это создает дополнительные возможности для оценки работоспособности материала.
Интересно, что у этих приборов есть и другое применение. Как отмечает Александр Добротворский, "они позволят глубже изучить структуру наноматериалов. Поэтому, решая конкретные задачи нашего проекта, мы одновременно создаем широкую исследовательскую базу в области нанотехнологий. Тем самым, будут достигнуты важные "побочные" результаты для университетской науки в целом".
"Предложенная для конкурса тема является продолжением многолетней работы лаборатории физической электроники НИИ Физики СПбГУ, - говорит Вера Адамчук, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник.- Первые наши успехи в разработке и применении зондового микроскопа были отмечены Университетской премией еще в 1989 году. Последние годы мы активно изучаем образцы реальных металлоконструкций совместно с ЗАО "Нанотехнологии МДТ" с помощью разрабатываемых и выпускаемых ими зондовых атомных микроскопов. Основными исполнителями этой работы являются наши аспиранты и студенты. Выделяемое финансирование позволит поддержать молодых ученых, а также купить самое современное оборудование, что немаловажно для создания конкурентоспособной базы прикладных исследований".
Опытный образец прибора и методики предполагается разработать в течение трех лет.
В СПбГУ отметили, что интерес к разработке уже проявили многие промышленники: комплекс нужен предприятиям топливно-энергетического комплекса, нефтехимии, металлургии, машиностроения - везде, где существует необходимость контроля качества материалов и конструкций. Например, разрабатываемые приборы и методики смогут выявлять металлургический брак, дефекты изготовления и монтажа оборудования. Ведь как показывает практика, значительное число поломок связано с низким качеством материалов, сварки, термообработки.