Олег Кузбит, управляющий редактор отдела веб-информации

Ученые из подмосковного НИИ РАН создали приборы, которые, по их словам, позволяют определять химический состав целого перечня объектов от таблеток до драгоценных камней, а также видеть сквозь толстые слои обычно непрозрачных материалов вроде пластика или бумаги. С этими приспособлениями вы можете ожидать, что буквально за кратчайшее время отличите поддельное украшение от подлинного и найдете наркотики или оружие, искусно скрытые от постороннего глаза. Разработаны приборы около года назад, и благодаря их весьма конкурентоспособным ценникам уже найдены вполне щедрые рынки за рубежом, от Японии до США, утверждают авторы проекта. Отечественные покупатели не так скоры, но тоже уже подтягиваются. Разработчики рассчитывают на расширение рынков сбыта, а в планах – уменьшение приборов до размеров простого мобильника.

Приборы разработаны учеными Института физики твердого тела, расположенного в Черноголовке, что в 60 км к востоку от столицы. Основу команды инноваторов составляют ведущие научные сотрудники лаборатории неравновесных электронных процессов института.

Для разработки и продвижения своих лидерских продуктов – усовершенствованного компактного раман-люминесцентного спектрометра-микроскопа и сканера безопасности – НИИ учредил собственный spin-off, компанию «РамМикс», ведущую НИОКР в статусе резидента Сколково.

Рамановский спектрометр: проверит драгоценности, выявит подделки и пр.

Из двух упомянутых приборов наиболее востребован на рынке пока первый – спектрометр, помогающий распознавать химический состав твердых, жидких и сыпучих веществ. При помощи «умного» лазера – «сердца» новой системы – можно меньше чем за час разложить химическое соединение (смесь) на элементарные составляющие и, что особо подчеркивают авторы проекта, определить количественный состав каждого из элементов в исследуемом образце.

Проект спектрометра основан на хорошо известном в физике явлении, носящем название «рамановское рассеяние». Открытие этого явления стало поистине поворотным моментом в оптике XX столетия, за него автор, индийский ученый Чандрасекхара Раман, получил в 1930 году Нобелевскую премию по физике. Оно показало, что молекулы каждого конкретного вещества проявляются в спектре рассеянного света в виде некоего набора линий, каждая из которых отличается исключительно только ей присущими спектральным положением и относительной интенсивностью. Благодаря этому открытию у ученых уже не осталось сомнений в квантовой природе света.

Сегодня, усиленная явлением другого рассеяния – люминесцентного, технология, базирующаяся на эффекте Рамана и разработанная в Черноголовке, дает картину исследуемого вещества максимально полную – настолько, насколько это возможно при нынешнем уровне науки.

Вставь образец и смотри

Новый спектрометр подключен к компьютеру, и ПО позволяет различать те исключительно индивидуальные «отпечатки пальцев», что неизбежно оставляет любое вещество под воздействием лазера.

Все, что исследователю необходимо, чтобы узнать, с чем же он имеет дело, – это вставить пузырек с исследуемым порошком или жидкостью в специальный отсек в приборе и смотреть на экране компьютера диаграмму химического спектра данного вещества и его поэлементное распознавание. Затем система сопоставляет полученные результаты с базой данных эталонных параметров для каждого из веществ и выдает либо совпадение, либо несоответствие.

Таким образом, теперь нет нужды раскалывать, распиливать или как-то иначе разбирать предмет на части – прибор расскажет вам, из чего этот предмет состоит. И здесь открывается широкий спектр возможностей применения подмосковной разработки.

От проверки подлинности камней до проведения ДНК-секвенирования

Спектрометр из Черноголовки можно использовать для проверки натуральности драгоценных камней. Представим два камня, которые выглядят идентично; лишь испытание лазером выявит, какой из них, скажем, настоящий изумруд, а какой – не более чем стекляшка, умело подкрашенная, но все равно никчемная.

В «РамМиксе» утверждают, что покупателей главным образом интересует как раз эта функция спектрометра. В числе таковых национальные таможенные службы, включая и российскую, ответственную за выявление аутентичности ввозимых и вывозимых из страны драгоценных камней.

Проверка доброкачественности фармацевтической продукции – другая сфера применения спектрометра. Авторы проекта уверяют, что их «чудо-лазер» очень быстро выяснит, к примеру, сколько нафталина производитель засунул в продаваемый им парацетамол, причем стоимость проверки будет существенно ниже, чем при применении традиционной хроматографии. Разработчики также говорят, что «Росздравнадзор» уже «…закупил аппарат для создания опытной передвижной лаборатории, которая будет контролировать фармпрепараты в аптеках…».

Инициаторы проекта заявляют, что их изобретение – еще и превосходный «бладхаунд», выискивающий контрафактную продукцию. Например, в Сколково рассказывали, что интерес к покупке спектрометра продемонстрировал некий «крупный производитель сотовых телефонов» после того, как не смог выявить подделку его продукции иначе как через определение состава пластика, из которого был сделан корпус «левого» телефона.

В числе перспективных целей разработчиков из Черноголовки – более широкое использование спектрометра в медицине. Речь не только о создании портативных анализаторов биологических жидкостей, таких как кровь, моча, пр., что избавило бы многих больных от необходимости ходить сдавать анализы в поликлинику, но и об изготовлении ДНК-секвенатора нового поколения – сложного устройства для определения последовательностей ДНК.

Ну и, наверное, последнее (но точно не в иерархии значимости): раман-люминесцентный спектрометр-микроскоп может всерьез заинтересовать силовиков и инспекторов. В Институте физики твердого тела говорят, что он весьма хорош для обнаружения наркотиков и взрывчатки.

«Всевидящий» сканер

Спектрометр – не единственное изобретение подмосковных исследователей. Есть еще одно. На вид оно ничем не отличается от сенсора для самой обычной камеры слежения, каких тысячи в супермаркетах или общественном транспорте.

Приспособление, названное сканером безопасности, способно видеть насквозь людей и предметы, и его не «волнует», из какого материала одежда на человеке или из чего сделана тара, в которой укрыт предмет.

В «РамМиксе» убеждены, что никакие ухищрения не помогут злоумышленнику, решившему пронести холодное оружие или опасное вещество на закрытый объект типа аэропорта, атомной станции или военной базы. Сканер все увидит, и планы правонарушителя рухнут, говорят разработчики.

Рынок, широкий как мир: от госструктур до рядовых потребителей

Оба прибора уже благополучно вышли на зарубежные рынки, говорят в компании, причем явно быстрее, чем на рынки домашние. Есть покупатели и в Японии, и в США, и в Германии, и в Нидерландах, – всего около пятнадцати стран.

Конечно же, приспособления эти нельзя назвать абсолютно уникальными. В мире существуют аналоги, но в основном они более узко «заточены» под какую-то конкретную область применения. Зато цена – явный «лакомый кусок» для иностранного покупателя. Тот же черноголовский спектрометр стоит порядка 10 тысяч евро – это малая часть денег, что приходится выкладывать потребителю в развитых странах за тамошние аналоги.

И пока исследователи из Института физики твердого тела продолжают работать над улучшением своих изобретений, перед ними поставлена задача – уменьшить приборы до размеров обычного мобильного телефона и попутно сделать их еще более доступными. Это вполне возможно, полагают в Черноголовке: сделать так, чтобы рядовые потребители тоже могли стать «сами себе инспекторами» и проверять то, что им продают в магазинах, а также анализировать состояние здоровья, не выходя из дома.