Самое чистое и дорогое

«Чистое» - потому что в некоторых здешних лабораториях на литр воздуха всего 3 - 4 пылинки размером меньше микрона. «Дорогое» - поскольку образцы оборудования стоят до 2 млн евро, а стоимость полупроводниковых пластин с сотнями микроприборов исчисляется десятками тысяч евро. Университет «ЛЭТИ» в этом году отметил 130-летие, но и у вузовского Центра микротехнологии и диагностики (о нем и речь) круглая дата - 30-летие. Он был основан к 100-летию университета в 1986 году - еще в советское время.

В медицинских лабораториях экипировка защищает от инфекций. В лаборатории «ЛЭТИ» спецодежда защищает не людей, а технику. ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА

Не обо всех здешних разработках расскажешь. Во-первых, директор центра Виктор Лучинин - член научного совета при Совбезе РФ и, понятно, не обо всем распространяется. Во-вторых, повествование о применении методов Ленгмюра — Блоджетт или Оже-спектроскопии требует перевода на «человеческий язык».

Но, к примеру, о разработках в «углеродной» электронике (традиционная кремниевая в ряде случаев исчерпала свои возможности) профессор Лучинин может рассказать и популярно:

— Углеродная электроника способна функционировать в экстремальных условиях: при высоких температурах, радиации и химически агрессивных воздействиях. Мы работаем на карбиде кремния и развиваем технологию приборов на основе алмаза.

Карбид кремния (SiC), соединение кремния с углеродом, на Земле в природных условиях встречается редко, проще найти его в метеорите. Но искусственный монокристаллический карбид кремния вы можете увидеть хотя бы у соседки на пальце. Прекрасная имитация алмаза.

Сфера применения - от упомянутой алмазоподобной бижутерии до электронных приборов и точной оптики. Причем мир пользуется этой технологией благодаря «ЛЭТИ», где еще в 1970-е годы была разработана методика выращивания крупных объемных искусственных монокристаллов этого материала, получившая название «метод ЛЭТИ».

Сейчас ученые «ЛЭТИ» участвуют в разработках приборов экстремальной электроники на основе карбида кремния, но посягнули и на алмазную электронику. Это озадачивает: да, алмаз по твердости, электрическим параметрам и теплопроводности просто находка для полупроводниковой электроники, но у него есть один недостаток. Он не полупроводник. Он диэлектрик и в обычном природном состоянии практически не проводит электрический ток. Однако ученые научились «удобрять» кристаллы алмаза определенными примесями, чтобы материал, не проводящий ток, превращался хотя бы в полупроводник. В проекте «Алмаз» активно участвует американский профессор Джим Батлер, сотрудничающий с «ЛЭТИ».

Еще одно направление деятельности центра - создание кластеров гибкой печатной электроники. Может применяться, к примеру, в изготовлении сверхминиатюрных радиотехнических модулей и крохотных робототехнических систем, но профессор Лучинин приводит более бытовые примеры:

- Вот мне приходится в аудитории говорить в микрофон, а можно было бы сделать специальные обои, которые воспринимают и воспроизводят звук без дополнительной техники. Или можно было бы обходиться без обычных лампочек для освещения, а использовать гибкую плоскую пленку, обеспечивая таким образом регулируемое по яркости, цветовой гамме и направленности комфортное экономное освещение.

Гибкая электроника внедряется и в медицину. Навесить на человека датчики, фиксирующие его состояние, - не такой уж и фокус. Фокус - внедрить датчики в одежду так, чтобы вы их не ощущали.

- В Китае, который обеспечивает текстильными изделиями практически весь мир, на выставке NanoChina в 2016 году значительное количество экспонатов было неожиданно посвящено так называемому умному текстилю, - рассказывает ученый.

Китайцы делают ставку на одежду - меняющую цвет, прозрачность, воздухопроницаемость. Ученые «ЛЭТИ» создают интегрируемые в текстиль датчики, делающие его настолько умным, что он сможет сообщать о физическом состоянии своего носителя, в том числе и без его, носителя, непосредственного участия.

Проводя экскурсию по «чистейшему месту в «ЛЭТИ», профессор вдруг огорошивает:

- Мы живем в стране с довольно грязной экологической и биологической средой.

И это не в осуждение. Россия в этом смысле не «грязнее» прочей Европы. Мы же взаимодействуем не просто с иноземцами, но и с иноземными (порой из мест очень экзотических) микроорганизмами, к которым мы непривычны. Российская нация, говорит профессор, показывает себя пока на удивление устойчивой. «Но биологическая и продовольственная безопасность, безусловно, должны быть приоритетами государства».

- Нам нужно создавать технические средства, которые помогли бы оперативно контролировать бактерии и патогены, - продолжает ученый. - Мой сын - врач-инфекционист. Допустим, приходит к нему в поликлинику пациентка, жалуется на сыпь. Что это - аллергия? Инфекционное заболевание? Можно ли оперативно принять решение о ее допуске к работе в пищевом секторе или в детском садике?

Обычно метод распознавания непонятного недуга требует времени: взять образец, подождать, пока колония бактерий вырастет, чтобы опытный врач-лаборант узнал, есть ли патогены. Это занимает 3 - 6 суток. Непозволительная роскошь, когда нужно, скажем, определить, есть ли угроза населению. Центр вместе с учеными Института имени Пастера работает над технологией, которая дает результат всего за несколько часов. Речь о так называемых лабораториях на чипе, которые должны прийти на смену традиционной чашке Петри.

Эту и другие статьи вы можете обсудить и прокомментировать в нашей группе ВКонтакте

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 184 (5801) от 04.10.2016.