«Работы по формированию исследовательского комплекса ЦКП СКИФ идут полным ходом. Для четырех станций, конкурсные процедуры по которым состоялись ранее, организации-интеграторы уже разработали эскизные проекты и конструкторскую документацию, началось производство отдельных узлов экспериментального оборудования. Комплекты оборудования станций ”Электронная структура” и “XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм” мы планировали приобрести едиными лотами за рубежом, однако санкционные ограничения внесли свои коррективы. Тем не менее, мы нашли оптимальные варианты решения этих вопросов, и на экспериментальных станциях первой очереди ЦКП «СКИФ» будут реализованы все запланированные синхротронные методики», — прокомментировал директор Института катализа СО РАН академик Валерий Иванович Бухтияров.

Общая стоимость контракта с Институтом сильноточной электроники СО РАН (ИСЭ СО РАН) на создание оборудования станции «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» составляет чуть менее 1,2 млрд. рублей. В соответствии с условиями конкурса ИСЭ СО РАН изготовит и поставит готовый комплект оборудования до конца декабря 2024 года. 

Станция «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» предназначена для решения широкого класса научно-исследовательских задач в области химии, катализа, материаловедения, нанотехнологий, полупроводниковой промышленности, геологии, экологии и других направлений. Для этого будут использоваться методы спектроскопии рентгеновского поглощения и магнитного дихроизма.

Например, на этой станции исследователи будут получать информацию о локальном строении и электронной структуре функциональных материалов, например, катализаторов, что в перспективе позволит вести их целенаправленный синтез, а также подбирать оптимальные условия проведения каталитического процесса.

Также исследования на станции позволят улучшать характеристики новых типов аккумуляторов высокой емкости, топливных элементов, разрабатывать новые функциональные материалы для авиационной, космической, автомобильной промышленности, магнитные материалы для микроэлектроники.

Исследование состава и структуры геологических образцов на станции «XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм» позволит как оценивать экологическую обстановку, так и повышать эффективность поиска и безотходность добычи полезных ископаемых.

Напомним, ранее Институт катализа СО РАН заключил с ИСЭ СО РАН государственный контракт на создание оборудования еще одной станции ЦКП «СКИФ» — «Структурная диагностика». «Под проект создания первой станции “Структурная диагностика” сформирована мотивированная профессиональная команда. Теперь мы дополнительно усилим эту команду, поможем ей административно и кадрово, чтобы ресурсов хватило на оба проекта. Между станциями “Структурная диагностика” и “XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм” много общего. Однако отличительной особенностью второго проекта является необходимость разработки особого монохроматора. Он должен не просто вырезать узкую спектральною полосу из падающего рентгеновского излучения, но обеспечивать возможность сканирования по энергии, причем с достаточно высокой скоростью. Необходимо реализовать кинематическую схему прецизионного, синхронного, воспроизводимого вращения двух кристаллов. Наши конструкторы уже подключены к поиску возможных технических решений. Часть оборудования для станции “XAFS-спектроскопия и магнитный дихроизм” ИСЭ СО РАН готов изготовить собственными силами, но мы рассчитываем и на помощь коллег. Часть оборудования будет заказана в Китае, у специалистов, разрабатывавших станции аналогичного функционала. Для нас это хорошая возможность усилить технологическую кооперацию с дружественными странами. Безусловно, к проекту подключится и Большой университет Томска», — отметил директор ИСЭ СО РАН доктор физико-математических наук Илья Викторович Романченко.

Конкурсные процедуры на создание шести экспериментальных станций ЦКП «СКИФ» первой очереди состоялись в период с июля 2022 года по июль 2023 года. Общая сумма заключенных государственных контрактов составляет 6,9 млрд рублей.

Пресс-служба ЦКП СКИФ

Фото Юлии Поздняковой, «Наука в Сибири»

Станция «Структурная диагностика» предназначена для решения широкого спектра материаловедческих и фундаментальных задач методами рентгеновской дифракции (порошковой и монокристальной), микротомографии и элементного анализа. Такие исследования актуальны для неорганической химии, катализа, химии твердого тела, структурной биологии, фармацевтики, археологии и других наук.

«При определении состава и очередности появления экспериментальных станций мы в первую очередь идем за потребностями будущих пользователей. Так, одним из наиболее востребованных направлений синхротронных исследований можно назвать белковую кристаллографию. Благодаря этому методу получены структуры множества важных для фармакологии ферментов и рецепторов, что позволило разработать новые лекарственные средства. Мы ведем диалог с профильными научными группами, и уже сейчас они выражают готовность загрузить серьезными задачами одну из секций станции “Структурная диагностика”. Это связано и с тем, что мы решаем вопрос системно: в составе лабораторного корпуса ЦКП СКИФ предусмотрена лаборатория кристаллизации белков», — отметил директор ФИЦ «Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН» академик Валерий Иванович Бухтияров.

Высокотехнологичное оборудование станции позволит визуализировать любой материал, на атомно-молекулярном уровне определить его кристаллическую структуру. Оно также даст возможность наблюдать за динамическими изменениями в процессе создания материала, его направленной модификации, реального использования. Соответственно, станция обеспечит значительное расширение экспериментальных возможностей для диагностики функциональных и конструкционных материалов, в том числе в условиях, максимально приближенных к условиям их эксплуатации.

Например, на станции можно будет исследовать процессы синтеза нитридных и оксидных покрытий непосредственно в процессе их роста. Такие покрытия используются для увеличения срока службы лопаток турбин, ответственных узлов для авиации и космических летательных аппаратов, а также металлообрабатывающего инструмента. Синхротронные исследования позволят контролировать функциональные свойства покрытий и оптимизировать технологические процессы их получения.

«Институт сильноточной электроники СО РАН решил взяться за амбициозную и новую для нас задачу создания экспериментальной станции для ЦКП СКИФ, поскольку совмещает две роли: с одной стороны — высокомотивированного будущего пользователя, с другой — опытного разработчика научного оборудования. Пять лабораторий Института используют синхротронные методы для решения собственных исследовательских задач. Мы также участвуем в реализации проекта в рамках выполнения мероприятий Федеральной научно-технической программы развития синхротронных и нейтронных исследований и исследовательской инфраструктуры. То есть мы хорошо понимаем актуальность и возможности этих методов. В то же время у нас большой опыт создания уникального электрофизического, электронно-пучкового и плазменного оборудования: источников электронных пучков, лазерного излучения, мощных СВЧ-импульсов, генераторов газовой и металлической плазмы, которые поставляются как в российские организации, так и на экспорт», — прокомментировал директор Института сильноточной электроники СО РАН доктор физико-математических наук Илья Викторович Романченко.

По материалам пресс-службы ЦКП СКИФ

Фото Юлии Поздняковой («Наука в Сибири»)