ИАПУ ДВО РАН

Измерительный комплекс для исследования массоразмерных характеристик наноразмерных объектов в жидких средах


1. Авторы разработки, полное название организации-разработчика

Кульчин Ю.Н., Витрик О.Б., Ланцов А.Д., лаборатория прецизионных оптических методов измерения, (4232) 320-624, lantsov@dvo.ru; 
Владелец разработки: Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, 690041, г. Владивосток, ул.Радио, 5. Телефон: (4232) 310-439, факс: (4232) 310-452, director@iacp.dvo.ru

2. Основные области применения и перспективные отрасли промышленности, в которых возможно эффективное внедрение данной разработки

В медицине и биохимии - исследование липидов крови и состава лекарственных суспензий. В физике и технике - определение изменений в среднем диаметре наночастиц в растворах в производственных процессах; контроль результатов синтеза наночастиц, исследование динамики движения и динамической вязкости веществ.

 

3. Техническое описание, содержащее основные принципы, технологии, технико-экономические параметры

Корреляционный метод, положенный в основу настоящего измерительного комплекса, основан на регистрации светового излучения, рассеиваемого наноразмерными объектами и их конгломератами в жидких средах, с последующей регистрацией излучения и обработкой картин распределения световой интенсивности рассеянного излучения (рис. 3) с применением разработанных авторами алгоритмов. 
На рис. 4 представлено изображение макета разработанного измерительного комплекса для исследования массоразмерных характеристик наноразмерных объектов в жидких средах. 
В состав разработанной системы входят - скоростная цифровая видеокамера (разрешение ПЗС матрицы 640*480 пс, скорость передачи данных 1000 кадров/с), газовый He-Ne лазер (длина волны 633 нм, мощность 10 мВт), ЭВМ, программное обеспечение.

Рис.3. Изображение регистрируемого ПЗС матрицей видеокамеры распределения световой интенсивности излучения, рассеиваемого наночастицами TiO2 в жидкой среде

 

 

Рис.4. Измерительный комплекс для исследования массоразмерных характеристик наноразмерных объектов в жидких средах


Рабочие характеристики разработки:

 

  • погрешность измерения диаметров частиц в диапазоне от 30 до 750 нм - не более 20%;
  • время проведения экспресс-анализа диаметров частиц - 5 100 мс, в зависимости от величины диаметра;
  • временное разрешение метода при регистрации динамических процессов - 1 мс.

4. Преимущества предлагаемого проекта, разработки, технологии по сравнению с известными

Предельная простота оптической схемы. Существенное уменьшение влияния, вибраций и перемещений установки на результаты измерений размеров частиц. Метод является бесконтактным, позволяет обойтись без специальной подготовки образцов. Предоставляет возможность исследования свойств жидкостей при наличии динамических процессов в растворах, возможность разделения эффектов, обусловленных гармоническими колебаниями, поступательным и броуновским движением частиц. Относительно низкая стоимость (на несколько порядков меньше, чем существующие измерительные системы на основе рентгеновской дифракции и фотонно-корреляционной спектроскопии)

5. Наличие собственных запатентованных или патентоспособных решений, использование лицензий или других объектов интеллектуальной собственности

Кульчин Ю.Н., Денисов И.В., Каменев О.Т., Кириченко О.В.Способ обработки сигналов. Патент № 2189078, от 10.09.2002г. 
Кульчин Ю.Н., Денисов И.В., Каменев О.Т. Способ измерения параметров физических полей. Патент № 218188 от 10.01.2002г.

6. Стадия, на которой находится разработка

ОКР.

7. Схема коммерциализации разработки

ОКР с последующей передачей технологии. Требуемый размер финансирования для успешной коммерциализации - 6 млн. руб.