УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАПЫЛЕНИЯ ПОРОШКОВ НА ПОДЛОЖКУ

Полезная модель относится к пищевой промышленности и биотехнологии, а именно - к устройствам для нанесения биологических объектов в целях изучения их свойств с использованием сканирующих зондовых микроскопов.
Известно устройство для газопламенного напыления покрытий порошковыми материалами (RU патент 2443478, B05B 7/00, 27.02.2012) с использованием газовой горелки, работающей на смеси горючего газа -заменителя ацетилена, кислорода и сжатого воздуха. Данное устройство не приемлемо для нанесения порошковых биологических объектов на подложку в связи с повышенным температурным режимом нанесения и возможностью деградации изучаемых объектов.
Наиболее близким к заявленной полезной модели является устройство, используемое для лазерного формообразование механических микроструктур подложки (RU, патент 2452792, C23C 4/12, B23K 26/14, 10.06.2012). Устройство состоит из объектива лазерной установки, прозрачного окна, камеры, внутри которой находится аэрозоль с заряженными частицами, генератора аэрозоля, патрубка для ввода сжатого газа, отверстия для выхода газа. При всем преимуществе данного метода перед аналогичными другими он обладает одним существенным недостатком - нагревом области осаждения, что неприемлемо при изучении биологических объектов.
Задачей, решаемой настоящей полезной моделью является создание устройства, позволяющего наносить порошковые биологические объекты на подложку в щадящих условиях, исключающих деградацию объектов, для последующего изучения их свойств в сканирующих зондовых микроскопах.
Поставленная задача решается предлагаемым устройством для напыления порошков на подложку, в котором согласно изобретении камера, выполнена из органического стекла, в верхней части которой имеется крышка, оснащенная заслонкой и фильтром, приспособление для подачи порошка в камеру выполнено в виде цилиндра с отверстием для загрузки порошка и поршнем для продвижения его в объем камеры и установлено на боковой стенке камеры, а на противоположной стенке расположено приспособление для фиксации и подачи подложки в камеру, состоящее из платформы, выполненной из органического стекла, держателя, фиксирующей пружины, винта для закрепления держателя на платформе, шарнира, в нижней части камеры расположен вентилятор.
В предлагаемом устройстве нанесение порошковых материалов на подложку в воздушном потоке производят при комнатной температуре, т.е. в щадящих условиях, исключающих деградацию биологических объектов, что отличает его от аналогов.
Осаждение частиц порошка биологического объекта на подложку происходит под действием силы тяжести. Частицы распределяются по поверхности подложки в виде отдельных структурных единиц и удерживаются на поверхности за счет электростатических сил.
Устройство позволяет получить равномерное распределение частиц, что является необходимым условием для определения формы и латеральных размеров частиц на сканирующем зондовом микроскопе.
Органическое стекло обладает прозрачностью, что необходимо для визуального наблюдения за процессом напыления, и позволяет сформировать камеру со скругленными углами, что исключают возможность образования застойных явлений.
Заслонка оснащена фильтром, который устраняет возможность распыления порошка в окружающую среду.
Подложку выполняют из любого материала, пригодного для использования в методах атомной силовой микроскопии, например слюда, графит.
Полезная модель поясняется чертежом. На фиг.1 - показано устройство без крышки в процессе подготовки к напылению; на фиг.2 - показано устройство, в процессе напыления.
Устройство представляет собой прозрачную плотно закрытую камеру, выполненную из органического стекла, в которую вмонтированы различные элементы.
Устройство состоит из камеры 1, в верхней части которой имеется крышка 2, оснащенная заслонкой 3 и фильтром 4, в боковую стенку камеры вмонтировано подающее приспособление 5, выполненное в виде цилиндра с отверстием 6 и поршнем 7. На противоположной боковой стенке расположено приспособление для фиксирования и подачи подложки 8 в камеру 1, включающее платформу 9, выполненную из органического стекла, держатель 10, фиксирующую пружину 11, винт 12 для закрепления держателя 10 на платформе 9, шарнир 13, в нижней части камеры 1 расположен вентилятор 14, создающий воздушный поток в объеме камеры.
Устройство работает следующим образом. При открытой крышке 2 (фиг.2) в подающее приспособление 5 через отверстие 6 в крайнем левом положении поршня 7 загружается порошок биологического объекта. Подложка 8, фиксируется в держателе 10 с помощью пружины 11. Держатель 10 закреплен вином 12 на платформе 9. С помощью шарнира 13 платформа 9 направляется из горизонтального положения в вертикальное и плотно фиксируется в камере 1. Затем крышку 2 закрывают, включают вентилятор 14, движением поршня 7 вправо порошок продвигают в камеру 1. Порошок поступает в воздушный поток и распределяется по объему камеры 1 при этом фильтр 4, устраняет возможность попадания порошка в окружающую среду. После этого вентилятор 14 отключают, и осаждение частиц порошка на подложку происходит под действием силы тяжести. Частицы распределяются по поверхности подложки в виде отдельных структурных единиц и удерживаются на поверхности за счет электростатических сил. Заслонка 3 позволяет регулировать интенсивность воздушного потока и равномерность распределения частиц порошка по поверхности подложки.
По окончании процесса осаждения (определяется визуально) с помощью шарнира 13 платформа 9 возвращается в горизонтальное положение, подложка 8 освобождается в обратном порядке, описанном выше, из приспособления для фиксации и подачи в камеру.
Подложка 8 с осажденными частицами порошка биологического объекта направляется для последующего изучения его свойств в сканирующий зондовый микроскоп.
После использования из камеры и с элементов устройства удаляют остатки порошка. Устройство готово для дальнейшей эксплуатации.
Предлагаемое устройство отличается простотой выполнения, незначительным потреблением электроэнергии, позволяет использовать широкий диапазон параметров порошковых материалов, многообразие типов подложек и щадящие температурные режимы.