Кристаллография и фотоника
1.03K subscribers
855 photos
19 videos
44 files
574 links
Канал комплекса Кристаллографии и фотоники
💎
Чат для общения https://t.me/fsrc_chat
💎
Предложить контент для публикаций https://t.me/Onoton
Download Telegram
Оксид графита представляет собой слоистый материал, образованный из графена, к плоскостям которого при соединены кислородсодержащие группы – гидроксил, карбонил,
карбоксил и т. д. Недавно было показано, что один из основных методов синтеза таких материалов – метод Броди (Brodie) – позволяет получить более структурно упорядоченный
оксид с обратимым изменением параметров структуры и сорбции при изменении температуры. Присутствие растворителя и его тип также существенно влияют на характеристики оксида графита. Основная цель настоящего исследования состояла в том, чтобы получить более четкое понимание природы фазовых превращений в оксида графита Броди.

Настоящая работа посвящена изменениям, происходящим в оксиде графита, приготовленного методом Броди, в присутствии ацетонитрила при температурах в диапазоне
220–300 К. С использованием метода спинового зонда ЭПР, ДСК и рентгеновской дифракции были изучены образцы однократно (B–GO–1), двукратно (B–GO–2) и трехкратно (B–GO–3) окисленного оксида графита.

С исследованием, в котором принимал участие сотрудник ИК РАН (Хрыкина О.Н.) можно познакомиться в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.

#статьи #знайнаших
В последнее время внимание многих исследователей привлекает реализация спирального массопереноса вещества. Нано- и микроструктуры, изготовленные с таким массообменом, могут быть использованы для генерации света с ненулевым орбитальным угловым моментом (ОУМ) или для обнаружения хиральных молекул. В случае металлов и полупроводников хиральность образующихся спиралевидных микроструктуры зависит от топологического заряда (ТЗ) освещающего оптического вихревого (ОВ) пучка. Совсем другая ситуация с поляризационно-чувствительными материалами, такими как азополимеры, азобензолсодержащие полимеры. Азополимеры демонстрируют чувствительный к поляризации массоперенос как на мезо-, так и на макроуровней и имеют огромный потенциал в дифракционной оптике и фотонике. Ранее были продемонстрированы односпиральные узоры, сформированные в тонких азополимерных пленках с помощью циркулярно поляризованных пучков с ОУМ и были продемонстрированы узоры с двойной спиралью, сформированные с использованием линейно поляризованных оптических вихрей. В этих случаях ТЗ используемых пучков не влиял на количество сформированных спиралей. В этом исследовании мы предлагаем использовать двухлучевую (комбинацию оптического вихря и гауссова пучка со сферическим волновым фронтом) интерференционную литографию для реализации спирального массообмена с заданным количеством формируемых спиралей. Топологический заряд оптического вихря, в данном случае, позволяет контролировать количество формируемых спиралей. Мы показываем, что микроструктуры, изготовленные после лазерной обработки тонких азополимерных пленок, можно использовать для генерации света ОУМ с заданным ТЗ. Экспериментально полученные результаты хорошо согласуются с численно полученными результатами и демонстрируют потенциал использования таких методов для лазерного обработка материалов из материалов, чувствительных к поляризации.

Настоящее исследование сотрудников ИСОИ РАН опубликовано в журнале Nanomaterials

#статьи #знайнаших
Благодаря миллиардам нейронов, которые связаны друг с другом через синапсы, человеческий мозг является отличным биологическим процессором, поскольку он может выполнять сложные операции с невероятной скоростью при очень низком потреблении энергии.

В классической архитектуре фон Неймана обработка данных и доступ к данным являются отдельными процессами, что ограничивает доступ к данным и скорость вычислений, а также требует низкого энергопотребления. Для создания эффективных биологически подобных электронных систем разрабатывается новая архитектура, называемая нейроморфной системой, с возможностью хранения большого объема данных и выполнения их параллельной обработки.

Основным функциональным блоком таких систем является переключаемая резистивная память, называемая мемристором. Мемристоры обладают высокой скоростью переключения из высокоомного в низкоомное состояние при низком энергопотреблении. Энергонезависимые мемристоры с дискретными состояниями сопротивления действуют как биологические синапсы в нейроморфных системах. Искусственные нейроны могут быть реализованы с использованием энергозависимых мемристоров, имитирующих биологические нейроны при срабатывании порогового переключения.

С исследованием сотрудников ИПЛИТ РАН можно ознакомиться в журнале Thin Solid Films

#статьи #знайнаших
Дорогие друзья!

Совсем скоро Институт Кристаллографии имени Алексея Васильевича Шубникова отметит свой очередной юбилей - 80 лет!
Институт кристаллографии Академии наук СССР был создан на базе Лаборатории кристаллографии АН СССР 16 ноября 1943 года.

Предлагаем погрузиться в атмосферу тех лет в ходе экскурсии в Музей Института кристаллографии. Экспозиция мемориального кабинета отражает деятельность Института в разные периоды его работы.

Во время экскурсии Вы сможете увидеть:
📜 оригинал дипломной работы Алексея Васильевича Шубникова
💡 трёхзеркальные калейдоскопы, с помощью которых Федоров Евграф Степанович вывел 230 пространственных групп
🧬 модель пространственной структуры первого белка, расшифрованную в Институте кристаллографии
И многое другое!

Количество мест ограничено!
Если указанная дата неудобна для Вас - предлагайте свою в комментариях!

Когда: 12 октября в 14:00
Где: Ленинский пр-т 59с1, каб.214
Для записи на экскурсию необходимо заполнить форму:
https://forms.gle/oJBVZsUH2SfAhzadA

#юбилей80 #мероприятия #экскурсии #знайнаших
Научные сотрудники нашего Центра добиваются успехов, не только публикуя статьи в уважаемых международных научных журналах, но и добиваясь побед в конкурсах, конференциях. Сегодня мы хотим рассказать про одну из таких побед.

20-23 сентября 2023 г. в Орле прошел VIII Всероссийский молодежный научный форум " Наука будущего - наука молодых", где аспиранты и студенты представили свои научные достижения перед ведущими учеными. В рамках данного мероприятия наш Центр был представлен аспирантом Кошелевым А.В., который занял первое место 🥇 в секции "Новые материалы и способы конструирования".

Тематика его работы связана с разработкой новых подходов к синтезу наночастиц на основе многокомпонентных неорганических фторидов методом гетерогенной кристаллизации, обладающих различной функциональностью, под конкретные прикладные задачи. Оптимизация параметров синтеза позволила ему решить задачи контроля и тонкой настройки структурных и размерных характеристик наночастиц, создания многослойных наноструктур и заложить основы массового их производства, что открывает перспективы широкой интеграции данных наноматериалов в науку и технику.

Поздравляем Александра Владимировича Кошелева с победой в секции научного форума и желаем дальнейших успехов и развития! 👏🏻

#конкурсы #знайнаших
Друзья, уже завтра состоится защита кандидатской диссертации по специальности 1.3.20. – «Кристаллография, физика кристаллов» Снегирёва Никиты (ИК РАН).

Никита Игоревич расскажет про структуру, магнитные свойства и ядерный магнитный гамма-резонанс в монокристаллах на основе бората железа FeBO₃.

Приходим послушать-поддержать-обсудить!

Когда: 12:00, 5 октября 2023 г
Где: конференц-зал, Институт кристаллографии им. А.В. Шубникова, Москва, Ленинский проспект, 59

#знайнаших #мероприятия
Говоря о приближающемся юбилее нашего института, невозможно не подумать о человеке, стоявшем у его истоков, о человеке, которого называют основателем русской школы кристаллографии.
Сегодня начинаем наш цикл постов об Алексее Васильевиче Шубникове, директоре-основателе Института Кристаллографии, чье имя институт носит по сей день.

Алексей Васильевич родился в Российской Империи 29(Гр.) марта 1887 года, в городе Москве. В Москве же будущий почтеннейший учёный вырос и получил образование. В школьном возрасте он выучил три языка: французский, немецкий и английский, и на протяжении всей жизни совершенствовал их знание. Любимыми школьными предметами у него были геометрия, физика и химия. В 25 лет Шубников окончил физико-математических факультет отделения естественных наук Московского Государственного Университета.

Подробнее об образовании Алексея Васильевича вы узнаете уже завтра. Хорошего рабочего дня!

#Дайджест
#Юбилей80
#знайнаших
Алексей Васильевич был очень разносторонне развитым человеком.
Как уже было сказано, языки Шубников начал изучать, ещё будучи школьником. Интересный факт: изучая языки, Алексей Васильевич жаловался на плохую память, утверждал, что запоминает новое слово с десятого раза и вел четкий подсчет количества сверок со словом в словаре.

Кроме того, изучение Кристаллографии он начал так же в школьном возрасте, посещая открытые лекции по Кристаллографии, который читал Георгий Викторович Вульф. Именно Вульф, в будущем, станет научным руководителем Алексея Васильевича.

Кроме академической области, Шубников отлично разбирался в музыке и изобразительном искусстве, умел и любил работать руками. Он мастерски владел шлифовальным и полировальным делом, обучившись ему в Свердловске и Петрограде. Кроме того, он прекрасно владел столярным ремеслом, своими руками делал столы, шкафы, оконные рамы и прочие вещи.

#Дайджест
#Юбилей80
#знайнаших
Алексей Васильевич был руководителем Института Кристаллографии, руководителем кафедры в МГУ, был главным редактором сначала журнала "Труды Института Кристаллографии", а затем и журнала "Кристаллография", был членом высшей аттестационной комиссии, и всё это он совмещал со своей экспериментальной деятельностью, работой с аспирантами и чтением лекций.

Современники Шубникова
отмечают, что в его характере были внимательность, целеустремленность, настойчивость и трудолюбие, благодаря чему Алексею Васильевичу удавалось работать со столькими материями, зачастую, практически одновременно!

Наряду с этим отмечают, что он не выносил лжи, лени, неточности и, в особенности, опозданий. Его выводили из себя эти качества в сотрудниках и учениках, однако он не позволял себе даже повышать за это голос.

Нельзя также не отметить заразительный интерес Шубникова к науке и работе: он сам говорил, что самый главный приоритет в его жизни — это его работа.

Как преподавателя, Алексея Васильевича тоже высоко ценили. Сам он говорил, что ему важно читать курс лекций так, чтобы было понятно просто умному человеку, без специального образования.

#Дайджест
#Юбилей80
#знайнаших
Дорогие друзья!

На прошлой неделе Музей Института кристаллографии приоткрыл двери для сотрудников и гостей института! Участники экскурсии, приуроченной к юбилею Института, узнали историю зарождения и становления Института, детали жизни его основателя - Алексея Васильевича Шубникова, а также других ведущих ученых, определивших вектор развития науки кристаллографии.

В камерной и уютной атмосфере уважаемая Нина Михайловна Щагина, лично работавшая с Алексеем Васильевичем, поделилась с нами своими воспоминаниями. Нина Михайловна рассказала об открытиях технологий роста и обработки кристаллов, о расшифровке структур важнейших материалов, о применении результатов трудов наших кристаллографов в быту и технике.

Кроме этого, прозвучали забавные и памятные случаи из жизни нашего Института. Одним из ярких впечатляющих фактов этой встречи стало воспоминание о визите в 1997 году в Институт Премьер-министра Великобритании Маргарет Тетчер. (Вы могли видеть фотография с этой встречи в Институте)

Мы очень благодарны Нине Михайловне Щагиной за эту уникальную и теплую экскурсию, а также её участникам за внимание и проявленный интерес!

Подробнее с историей института Кристаллографии глазами Нины Михайловны Щагиной Вы можете ознакомиться в её статье в журнале «Природа» (С. 43 - 51).

С бумажной версией этой и других статей Вы можете ознакомиться в нашей библиотеке! 📚

#библиотека #знайнаших
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Алексей Васильевич Шубников за свою жизнь работал над очень многими проектами. Он является автором более двухсот пятидесяти научных работ, а количество работ, прошедших его рецензию, трудно представить.

Самые важные работы Алексея Васильевича касаются теории роста кристаллов и теории симметрии. Им выведено 58 дополнительных точечных групп симметрии, в последствии названных шубниковскими, его работы послужили началом целого нового направления минералогии, "онтогении минералов".

И, конечно же, как отмечают современники, главным детищем Алексея Васильевича стал Институт Кристаллографии.

#Юбилей80
#Дайджест
#знайнаших
Пиримидинфосфорилазы, в частности уридинфосфорилаза (УФаза), являются важными инструментами в биотехнологическом синтезе производных пиримидинов и медицине. Оптимизация процесса биокатализа и создание специфических регуляторов активности УФаз требуют понимания механизма функционирования фермента на структурно-функциональном уровне.

Для исследования каталитических процессов в белках-ферментах на структурно-функциональном уровне используeтся времяразрешающая белковая кристаллография, основанная на серийной кристаллографии и использовании лазеров на свободных электронах. Используя гибридные квантово-механические/молекулярно-механические (КМ/ММ) методы возможно предварительно описать путь ферментативной реакции и рассчитать энергетические характеристики этого процесса и/или его отдельных стадий.

В данной статье описывается исследование основной стадии ферментативной реакции фосфоролиза – нуклеофильного замещения азотистого основания в уридине на ортофосфатную или ортованадатную группу, проведенное методами KM/MM. Было проведено сравнение различных уровней теории и схем расчёта точечной энергии, пути минимальной энергии, термохимических характеристик реакции, а также оптимизация геометрии молекул реактантов, продуктов и переходного состояния.

В сравнении с расчётами активационного барьера, проведёнными в воде без фермента, были выявлены существенные отличия кинетики ферментативной реакции. Они обусловлены ориентирующими и концентрационными действиями аминокислотных остатков белка, что приводит к понижению энергии активации на ~20 ккал/моль и способствует протеканию реакции в физиологически приемлемых условиях.

Исследование сотрудников ИК РАН ( А.А. Лашков, П.А. Эйстрих-Геллер, В.Р. Самыгина, С.В. Рубинский) опубликовано в журнале Crystals

Рисунок. Энергетические профили реакции нуклеофильного замещения (верхние рисунки) и структуры переходного состояния (нижние рисунки).

#статьи #знайнаших
Please open Telegram to view this post
VIEW IN TELEGRAM
Сотрудники нашего Центра приняли участие в еженедельной авторской научно-познавательной программе "Картина мира с Михаилом Ковальчуком".

Гости Михаила Ковальчука увлекательно и доступно рассказывают о самых важных темах: приоритетах Стратегии научно-технического развития России, освоении Арктики, развитии сельского хозяйства, о медицине будущего и многом другом.

В этом выпуске сотрудники нашего Института заняты своей ежедневной работой, а наш директор, Ольга Анатольевна, подробно рассказывает о работе всего Центра.

Вы уже посмотрели новый выпуск? Отмечайте кого из коллег увидели 🤓

#знайнаших
Развитие тераностики стимулирует спрос на разработку многофункциональных наноагентов. Апконвертирующие наночастицы (UCNP), фотовозбуждаемые ближним инфракрасным светом, глубоко проникающим в биоткань, являются мощным инструментом для создания противораковых наноагентов обладающих как диагностической, так и терапевтической модальностями.

В работе , опубликованной в журнале International Journal of Molecular Sciences, были разработаны биосовместимые полимерные мицеллы из поли(малеинового ангидрида-альт-1-октадецена) интеркалированные наночастицами UCNP. Фотофизические свойства наночастиц UCNP (NaYF4:Yb3+/Tm3+@NaYF4), внедренных в полимерные мицеллы, позволили реализовать одновременную визуализацию в ближней ИК-области спектра и фототермическую терапию опухолевого очага. Дальнейшая модификация поверхности полимерных мицелл термочувствительным полимером (поли-N-винилкапролактам), демонстрирующим конформационный переход при физиологических температурах, обеспечивала постепенное высвобождение загруженного лекарственного средства (доксорубицина) в опухолевой ткани. Кроме того, дополнительное декорирование наночастицами серебра (Ag NP), синтезированными in situ, позволило увеличить цитотоксичность мицелл при температуре роста клеток. Оценка жизнеспособности клеток на клеточных линиях Sk-Br-3, MDA MB-231 и WI-26 подтвердила этот эффект. Эффективность полученного комплекса была изучена в условиях in vivo по регрессии ксенотрансплантата Sk-Br-3 у мышей в течение 25 дней после перитуморального введения полимерных мицелл и их фотоактивации ближним ИК-светом.

В данном исследовании принимали участие сотрудники ИФТ РАН и ИК РАН: П.А. Демина, К.В. Хайдуков, А.В. Атанова, И.В. Крылов, В.С. Жигарьков, Р.А. Акасов, Е.В. Хайдуков и А.Н.Генералова.

#статьи #знайнаших
Элементы микромашин могут управляться светом, в том числе структурированным светом с фазой и/или поляризационными сингулярностями. Авторы статьи исследуют параксиальный векторный гауссовский пучок с кратными поляризационными сингулярностями, находящимися на окружности. Такой пучок представляет собой суперпозицию цилиндрически поляризованного пучка Лагерра–Гаусса с линейно поляризованным гауссовым пучком.

В работе демонстрируют что, несмотря на линейную поляризацию в начальной плоскости, при распространении в пространстве генерируются чередующиеся области с плотностью спинового углового момента (СУM) противоположного знака, что проявляется признаком спинового Холла эффект. Получено также, что в каждой поперечной плоскости максимальная величина СУМ приходится на окружность определенного радиуса. Получено приближенное выражение для расстояния до поперечной плоскости с максимальной плотностью СУМ. Кроме того, определили радиус окружности, на которой должны находиться поляризационные сингулярности, чтобы плотность СУМ была максимальная. Оказывается, в этом случае энергии пучков Лагерра-Гаусса и Гаусса равны. Получено также аналитическое выражение для плотности орбитального углового момента и найдено, что она равна плотности СУM, умноженной на πm/2, где m — порядок пучка Лагерра–Гаусса, равного числу поляризационных сингулярностей. Рассмотрена аналогия со скалярными волнами, которая показывает, что спиновый эффект Холла возникает из-за различной расходимости между линейно поляризованным гауссовым пучком и цилиндрически поляризованным пучком Лагерра–Гаусса. Области применения данного исследования – это проектирование микромашин с оптическим приводом вращающихся элементов.

Исследование сотрудников ИСОИ РАН (Ковалева А.А., Котляра В.В., Стафеева С.С.) опубликовано в журнале Micromachines

#статьи #знайнаших
Применение автоматизированных и роботизированных систем для проведения прецизионных малотравматичных операций является востребованным направлением в современной медицине. Один из перспективных инструментов для таких операций — автоматизированный лазерный скальпель на базе сканера с диагностикой процесса испарения биотканей в режиме реального времени.

В работе представлены результаты исследования возможности оперативной доплеровской диагностики послойного лазерного испарения биомоделей. В качестве скальпеля использовался хирургический CO₂ лазер с двухкоординатной сканирующей системой. Метод автодинного детектирования обратно рассеянного излучения, поступающего из зоны лазерного воздействия, применялся для диагностики процесса испарения. Показано, что автодинная диагностика послойного лазерного сканирования позволяет контролировать процесс испарения биоткани одного типа и определять границы между тканями различных типов как в плоскости сканирования, так и по глубине ткани (рис. 1). Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологий автоматизированного лазерного послойного испарения биотканей применительно к задачам прецизионной малотравматичной хирургии.

Подробнее с исследованием сотрудников ИФТ РАН (А.К. Дмитриев, А.Н. Коновалов, В.Н. Кортунов и В.А. Ульянов) можно ознакомиться в журнале Journal of Biomedical Photonics & Engineering

#статьи #знайнаших
Друзья, на этой неделе в рядах кандидатов наук произошло заметное прибавление: пять наших коллег успешно защитили диссертации!

Поздравляем с важным событием и желаем дальнейших успехов👏🏻🥂

Валентин Аккуратов (специальность 1.3.20 – «Кристаллография, физика кристаллов»)
Александр Антонов (специальность 1.3.8 – «Физика конденсированного состояния»)
Никита Дубинец (специальность 1.3.8 – «Физика конденсированного состояния»)
Иван Павлов (специальность 1.3.20 – «Кристаллография, физика кристаллов»)
Иван Тимаков (специальность 1.3.20 – «Кристаллография, физика кристаллов»)

С текстом работ можно ознакомиться в нашей библиотеке и на сайте.

#знайнаших #мероприятия #библиотека
Фазоизменяемые материалы (ФИМ) представляют собой уникальный класс веществ, обладающих высоким воспроизводимым контрастом электрических и оптических свойств между аморфной и кристаллической фазам. Данное свойство нашло широкое применеие в устройствах хранения данных, а такие материалы, как Ag₄In₃Sb₆₇Te₂₆ (AIST) и Ge₂Sb₂Te₅ (GST) в последние десятилетия используются для оптической записи данных и в настоящее время вновь стали объектом исследований ученных как перспективный материал для разработки и создания модулей энергонезависимой памяти нового поколения.

Обратимый переход между аморфным и кристаллическим состояниями можно индуцировать разными способами: термическим нагревом, импульсами электрического тока и оптическими импульсами. В случае термического возбуждения можно реализовать только процесс кристаллизации с микро-милисекундным разрешением, импульсами электрического тока реализуются как кристаллизация, так и аморфизация с наносекундным разрешением.

Использование ультракортоких лазерных импульсов открывает новые возможности в исследовании сверхбыстропротекающих фазовых переходов и определения фундаментальных констант.

В работе представлены результаты исследования динамики изменения коэффициентов оптического пропускания и отражения тонких пленок GST при фазовых переходах, индуцированных фемтосекундным лазерным излучением. Предложена предсказательная модель на основе термокинетического подхода, позволяющая качественно и количествено определить долю кристаллической фазы и глубину ее залегания в пленке GST.

Исследование сотрудников ИПЛИТ РАН (А.А. Невзоров, В.А. Михалевский, А.В. Киселев, А.А. Бурцев, Н.Н. Елисеев, В.В. Ионин, А.А. Лотин) опубликовано в журнале Optical Materials

#статьи #знайнаших
Целью работы было создание гибридной дуплексной преломляющей/дифракционной линзы, которая, в сочетании с правильно разработанной программной постобработкой может получать визуально высококачественные изображения, сделанные в реальном мире. Созданная система хорошо работает не только в искусственной среде лаборатории, но, что более важно, в полевых условиях. Авторы исследования разработали и оптимизировали систему гибридных линз в собственном программном обеспечении HARMONY. Это позволило компенсировать отсутствие достаточно мощных возможностей доступных инструментов оптического моделирования. Обладая полной гибкостью моделирования, коллектив авторов из ИСОИ РАН разработал дифракционный элемент для компенсации внеосевых геометрических аберраций преломляющего элемент и гарантировал, что хроматические аберрации достигают нуля для двух граничных длин волн, обеспечивая надежную работу во всем видимом спектре.

Для производства использовалось широко доступное лазерное оборудование для записи, что обеспечивает воспроизводимость результатов и позволяет позже начать недорогое массовое производство. Для постобработки изображения было развернуто сквозное изображение на основе глубокого обучения, реконструкции с архитектурой, вдохновленной UNet. Для создания изображений, используемых для обучения, была построена простая автоматизированная лабораторная установка захвата с экрана. Интенсивное освещение обеспечивало качественную съемку, а ISO искусственно добавили корректировки шума и экспозиции, чтобы увеличить набор тестов, чтобы гарантировать, что данное устройство может хорошо работать в различных условиях освещения за пределами установки захвата.

Статья опубликована в журнале Sensors

#статьи #знайнаших