Интегрированный мультимедийный учебно-научный комплекс сканирующей туннельной микроскопии (ИМУНК СТМ)

Интегрированный мультимедийный учебно-научный комплекс сканирующей туннельной микроскопии (ИМУНК СТМ), разработанный сотрудниками  ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет» предназначен для дистанционного обучения и выполнения удаленных научных экспериментов  с использованием методов сканирующей туннельной микроскопии. Комплекс включает в себя следующие элементы:

• Виртуальный симулятор туннельного микроскопа;
• 3D-модель сканирующего туннельного микроскопа Ntegra-Aura;
• Коллекция сканов различных наноматериалов;
• Модуль удаленного управления реальным СТМ Ntegra-Aura;
• Электронные обучающие модули по тематике сканирующей туннельной микроскопии (в формате SCORM-курсов).

Все элементы ИМУНК связаны между собой в единую систему, последовательность взаимосвязи элементов определяется архитектурой комплекса, разработанной с учетом существующих мировых проектов в данной области. Доступ пользователей к ресурсам ИМУНК СТМ осуществляется  с использованием сети Internet с помощью специализированного портала «Нанотехнологическая лаборатория рязанского государственного радиотехнического университета»

Портал «Нанотехнологическая лаборатория рязанского государственного радиотехнического университета»

В состав комплекса входит сканирующий туннельный микроскоп Ntegra Aura —многофункциональный прибор для решения наиболее типовых задач в области сканирующей туннельной микроскопии. Широкие функциональные возможности «Ntegra-Aura» позволяют проводить измерения с использованием различных методов сканирующей туннельной микроскопии.

Интегрированный в ИМУНК полнофункциональный и фотореалистичный виртуальный симулятор туннельного микроскопа, предназначен для эмуляции выполнения всех основных этапов проведения эксперимента методом сканирующей туннельной микроскопии (подвод образца к зонду, сканирование, визуализация и обработка результатов эксперимента), а также визуализации процесса выполнения эксперимента.

Элементы интерфейса виртуального симулятора туннельного микроскопа

Фотореалистичная 3D-модель сканирующего туннельного микроскопа Ntegra-Aura необходима для визуализации процессов подготовки к эксперименту и изучению конструкции микроскопа на макроуровне.

Коллекцию сканов наноматериалов, интегрированную в симулятор составляют сканы поверхности двух наноматериалов, параметры которых характерны для исследования методами сканирующей туннельной микроскопии.

3D-модель сканирующего туннельного микроскопа Ntegra-Aura

Модуль управления сканирующим туннельным микроскопом в режиме удаленного доступа предназначен для дистанционного управления СТМ Ntegra Aura через окно web-браузера с использованием сети Internet.

Входящие в состав ИМУНК СТМ электронные учебные модули (ЭУМ) соответствуют стандарту SCORM 2004, предусматривают выполнение всех моделей выполнения экспериментов (включая гибридные), соответствуют двум категориям сложности (уровень компетенций студентов и уровень компетенций аспирантов) и охватываю все тематические разделы, связанные с туннельной зондовой микроскопией. В состав ЭУМ входят мультимедийные ресурсы  (анимации и интерактивные компоненты),  тестовые и теоретические материалы по изучению туннелирования электронов; изучению основных блоков сканирующего туннельного микроскопа, а также физических основ, лежащих в основе их работы; исследованию наноматериалов с использованием различных методик сканирующей туннельной микроскопии; изучению  этапов подготовки к эксперименту и исследованию принципов обработки полученных данных. Ряд электронных учебных модулей предусматривают гибридные методики совместного   использования оборудования и виртуального эмулятора, что позволяет достичь высокой наглядности выполнения экспериментов в режиме обучения за счет визуализации всех процессов выполнения исследований с использованием методов сканирующей туннельной микроскопии.

Элементы электронного учебного модуля

ИМУНК СТМ может быть использован различными категориями пользователей:
- научными работниками, заинтересованными в выполнении научных исследований. Для них предоставлена возможность удаленного просмотра интерфейса управления СТМ содержащего поля отображения экспериментальных данных, многоракурсного видеодоступа к лаборатории и возможности обратной связи в режиме многопользовательской работы;

- аспирантами и исследователями, использующими образовательные возможности ИМУНК с целью повышения квалификации. Для данной категории пользователей целесообразно использование электронные учебные модули (ЭУМ) повышенной сложности, ориентированных на выполнение гибридных экспериментов;

- студентами, использующими образовательные ресурсы ИМУНК, в основном ЭУМ, основанные на применении программного эмулятора, трехмерной модели СТМ и интерактивных ресурсов.

Комплекс ИМУНК СТМ создан в рамках государственного контракта № 16.647.11.2009 «Создание функционирующего в режиме удаленного доступа интерактивного учебно-научного комплекса для выполнения работ по исследованию наноструктурированных неорганических материалов с использованием сканирующего туннельного микроскопа и его виртуального симулятора» по заказу Министерства образования и науки РФ. Ряд учебных материалов, а также 3D-модель туннельного микроскопа созданы при поддержке ОАО «НТ-МДТ».

По всем вопросам использования комплекса просим обращаться по адресу:
390005, г. Рязань, ул. Гагарина, 59/1,
ФГБОУ ВПО «Рязанский государственный радиотехнический университет»,
Региональный центр зондовой микроскопии коллективного пользования
(директор - Вишняков Николай Владимирович)
  E-mail: rcpm-rgrtu@yandex.ru
http://nanocent.rsreu.ru

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования 
«Рязанский государственный радиотехнический университет»