velikol.ru
1

Организация и эффективность научных исследований 27

Академик АН БССР Б. И. СТЕПАНОВ

ЦЕНТРЫ

КОЛЛЕКТИВНОГО

ПОЛЬЗОВАНИЯ

НАУЧНЫМ

ОБОРУДОВАНИЕМ

Повышение эффективности научно-исследовательских работ неразрывно связано с обеспечением научных учреждений, вузов и заводских лабора­торий современным оборудованием, обладающим высокой производитель­ностью и оптимальными техническими параметрами. Однако приобрете­ние и эксплуатация высококачественного оборудования институтами и отдельными лабораториями требуют больших материальных затрат, за­частую значительно превышающих его полезную отдачу. Стоимость со­временных спектроскопических приборов, например, достигает несколь­ких сотен тысяч рублей (иногда в иностранной валюте), кроме того, зна­чительные затраты требуются на их ремонт, техническое обеспечение, обслуживание и модернизацию.

Необходимость приобретения нового прибора тем или иным научным коллективом обычно мотивируется постановкой новой задачи. После ее решения прибор либо не используется вообще, либо используется частич­но. В результате он морально стареет и спустя некоторое время стано­вится непригодным для проведения исследований на современном уровне. В то же время другому научному учреждению очень часто бывает необхо­дим такой же прибор для решения иной задачи.

Социалистические принципы планового развития научных исследова­ний предоставляют большие возможности для значительно более эффек­тивного использования научного оборудования в научно-исследователь­ских учреждениях и заводских лабораториях. Одна из них — создание центров коллективного пользования оборудованием. В нашей стране уже существуют центры коллективного использования вычислительной техни­ки, связанные с соответствующими отраслями промышленности и науч­ными учреждениями. Дальнейшее повышение эффективности научных исследований вызывает необходимость создавать центры коллективного пользования и другим научным оборудованием.

При создании центра коллективного пользования научным оборудо­ванием прежде всего следует учитывать научную тематику и возможное число учреждений-потребителей. Исходя из этого, можно оценить спе­циализацию центра и номенклатуру научного оборудования. В зависимо­сти от числа потенциальных потребителей (центр может быть отраслевым,

^ Организация и эффективность научных исследований 28

академическим, республиканским и т. д.) устанавливаются необходимое количество закупаемого оборудования и требуемая производительность приборов. Затраты на закупку оборудования центра будут, без сомнения, значительно ниже затрат на обеспечение таким оборудованием каждого из потенциальных потребителей.

Техническое обслуживание приборов, их ремонт и модернизация тре­буют материально-технической базы и штата высококвалифицированных специалистов. Для бесперебойной работы приборов необходимо хорошее материально-техническое снабжение расходными материалами, запасны­ми деталями и узлами. Особенно большие проблемы возникают при экс­плуатации импортных приборов. Индивидуальные потребители приборов не имеют возможности приобрести большое количество запасных деталей и узлов, так как это связано со значительными затратами средств. В цент­ре коллективного пользования, где сосредоточено много приборов, некото­рые детали взаимозаменяемы, и один и тот же набор запасных частей обеспечивает большое количество приборов.

Центр коллективного пользования научным оборудованием должен выполнять следующие функции. Прежде всего наличие высокопроизводи­тельных приборов дает возможность проводить рутинные измерения и анализы по заказу потребителей. Под рутинными измерениями здесь подразумеваются процедуры, которые могут быть выполнены техниками-операторами по хорошо разработанным стандартным методикам. Воз­можности приборов могут быть использованы максимально, если работа организована в 2—3 смены. Большой вклад в повышение эффективности научных исследований может дать автоматизация научного эксперимен­та, в частности применение ЭВМ для обработки данных спектральных исследований.

На базе приборов центра можно проводить комплексные исследова­ния с привлечением различных физических методов. Такие исследования выполняются совместно заказчиками и исполнителями и могут носить и чисто научный, и прикладной характер. При этом достигается наибо­лее рациональное использование опыта и знаний специалистов, работаю­щих в центре, и сотрудников других учреждений.

Центр коллективного пользования приборами может стать школой применения современных методов исследования в различных областях науки и промышленности. Наряду с семинарами, лекциями, докладами при центре может быть организована практическая подготовка специа­листов по интерпретации результатов, постановке экспериментов и т. д.

В Академии наук Белорусской ССР уже существует некоторый опыт организации и работы центра коллективного пользования спектро­скопическим оборудованием.

В 1972 г. АН БССР закупила большое количество современных спектроскопических приборов, которые были представлены на Между­народной специализированной выставке «Спектр-72», проходившей в Минске. Эти приборы не распределялись между институтами, а были ус­тановлены в Институте физики АН БССР, где уже имелись спектроско­пические приборы различного класса, существовала материально-техни­ческая база для их ремонта, кроме того, работали спектроскописты вы­сокой квалификации.

В начале 1973 г. постановлением Президиума АН БССР при Инсти­туте физики был создан Центр автоматизированных спектроскопических измерений (ЦАСИ), предназначенный для решения следующих основных задач:

выполнение оптико-спектроскопических измерений для научно-иссле-

^ Центры коллективного пользования научным оборудованием 29

довательских учреждений АН БССР, оказание консультативной помощи в постановке спектроскопических исследований и интерпретации их ре­зультатов;

проведение фундаментальных научных исследований в области моле­кулярной спектроскопии, которые могут найти важное практическое при­менение;

организация совместных комплексных исследований различными научными учреждениями АН БССР с привлечением современных спектро­скопических и математических методов;

широкое внедрение экспрессных методов молекулярного спектрально­го анализа в практику работы научно-исследовательских и промышлен­ных предприятий республики, в автоматизацию производственных про­цессов;

подготовка специалистов по спектральному анализу для НИИ и предприятий республики, проведение семинаров, консультаций, лекций о новых методах и разработках в области спектрального анализа;

участие в создании специализированной системы по комплексной авто­матизации процесса получения информации о строении и свойствах мно­гоатомных молекул из совокупности спектроскопических методов.

Для руководства Центром автоматизированных спектроскопических исследований был утвержден научный совет, работающий на правах секции ученого совета Института физики. В состав научного совета во­шли заведующие спектроскопическими лабораториями Института физи­ки, а также представители других научно-исследовательских институтов АН БССР.

Научный совет ЦАСИ составляет перспективные и календарные планы научных исследований с использованием новейшего спектрального обору­дования, а также задания по разработке новых приборов и эксперимен­тальных установок, определяет наиболее перспективные направления в области математического и технического обеспечения систем автоматиза­ции спектроскопических измерений. Научный совет осуществляет конт­роль за выполнением планов комплексных научных исследований, заслушивает доклады руководителей лабораторий о ходе работ с исполь­зованием спектроскопических исследований, составляет и утверждает го­довые отчеты.

Эксплуатация приборов производится квалифицированными инжене­рами и техниками-операторами, владеющими спектральными методами. Техническим обслуживанием и ремонтом оборудования занимается спе­циальная группа инженеров и радиотехников.

Для контроля за правильностью технической эксплуатации спектро­скопического оборудования и проведения необходимых консультаций по приборам всех видов назначены научные консультанты из числа ведущих сотрудников Института физики АН БССР. Научные консультанты регу­лярно проверяют техническое состояние спектральных приборов и пред­ставляют свои рекомендации руководству ЦАСИ, контролируют качество выполняемых в ЦАСИ спектроскопических измерений, дают консульта­ции при интерпретации полученных результатов.

В настоящее время Центр автоматизированных спектроскопических измерений имеет 16 спектроскопических приборов различного типа, в том числе спектрометр ядерного магнитного резонанса с Фурье-преобразова-нпем, масс-спектрометр высокого разрешения с системой для обработки данных, спектрометр комбинационного рассеяния с лазерным возбужде­нием, ИК-спектрометры, УФ-спектрометры и др. В 1976 г. оборудование ЦАСИ пополнилось атомно-абсорбционным спектрофотометром и элект­ронным микроскопом.

^ Организация и эффективность научных исследований 30

За четыре года работы в Центре автоматизированных спектроскопи­ческих измерений выполнен большой объем оптико-спектроскопических измерений и анализов для многих институтов Академии наук БССР и от­раслевых НИИ, учебных заведений и заводских лабораторий Белоруссии, а также для научных учреждений других республик. Наибольшее коли­чество работ выполнено по заказам институтов физики, биоорганической химии, физико-органической химии, фотобиологии АН БССР, а также Белорусского государственного университета и Белорусского политехни­ческого института. В среднем время ежедневной работы приборов состав­ляет 6—10 часов без учета времени ремонта и профилактики.

На базе оборудования ЦАСИ сотрудники Института физики провели фундаментальные исследования в области молекулярной спектроскопии. Одно из них — изучение новых технологических режимов обработки лу­бяных волокон. При внедрении этих режимов на предприятиях легкой промышленности СССР был получен экономический эффект более 8,5 млн. рублей. Существенные результаты достигнуты при изучении фотохими­ческих процессов в биологических пигментах, исследовании влияния конформационных состояний молекул красителей на их генерационную способность и т. д.

Совместно с сотрудниками научных учреждений АН БССР в ЦАСИ проводятся комплексные исследования с использованием совокупности спектроскопических и математических методов. Например, вместе с со­трудниками Института биоорганической химии проведен цикл исследова­ний для установления аминокислотной последовательности природных белков. Химики синтезируют дипептиды, которые могут встретиться в природных белках, а в ЦАСИ регистрируются их масс-спектры. Резуль­таты спектроскопического анализа после интерпретации вводятся в ЭВМ. Полученный машинный каталог масс-спектров используется для автома­тического распознавания дипептидов, которые создаются путем биохими­ческого расщепления природных белков.

Совместно с Институтом физико-органической химии и Институтом биоорганической химии проводится сбор спектров для каталога, их ин­терпретация и ввод в ЭВМ данных о соединениях, синтезируемых в ин­ститутах АН БССР.

Центральный ботанический сад проводит на приборах ЦАСИ исследо­вание загрязнения окружающей среды, а комбинат «Белорускалий» исследует содержание микроэлементов в составе калийных удобрений и шламов.

Большое внимание в Центре автоматизированных спектроскопических измерений уделяется подготовке специалистов по спектральному анализу для научно-исследовательских институтов, учебных заведений и завод­ских лабораторий. С этой целью в ЦАСИ организована стажировка пре­подавателей, сотрудников и студентов, проводятся консультации по спектральным методам исследований, интерпретации спектров, постанов­ке экспериментов. Для сотрудников, начинающих работать в этой области, был прочитан цикл лекций по основам спектроскопии. Постоянно дей­ствует семинар «Применение физических методов для изучения строения вещества», на котором читаются доклады обзорного характера по различ­ным методам исследований в области химии, физики, биологии, а также сообщения об оригинальных работах, выполненных на приборах ЦАСИ. С лекциями о новейших достижениях в области спектроскопии высту­пают ведущие специалисты из других научных центров СССР.

Повышение эффективности научных исследований неразрывно связа­но с автоматизацией научного эксперимента, с использованием современ­ных вычислительных машин для управления экспериментом и обработки

^ Центры коллективного пользования научным оборудованием 31

полученной информации. С целью автоматизации эксперимента в области спектроскопии при ЦАСИ создана группа из специалистов в области электроники и математического программирования, разрабатывающая специализированную систему сбора и интерпретации молекулярных спектров. Группа занимается также непосредственным соединением спектроскопических приборов с ЭВМ, создает комплекс программ для машинной обработки спектроскопической информации и машинные ат­ласы спектров и организует их использование для автоматического рас­познавания химических соединений по молекулярным спектрам. Спектро­скописты, химики и математики совместно разрабатывают машинную систему установления структур химических соединений по совокупности молекулярных спектров и брутто-формуле. К настоящему времени созда­на система определения фрагментов молекул неизвестного соединения по ИК-, ПМР- и ЯМР-спектрам. Применение такой системы для установле­ния структур химических соединений позволит существенно сократить время, необходимое для создания новых химических препаратов.

Следует отметить, что далеко не все возможности приборов исполь­зуются достаточно полно. Случаются простои приборов в период летних отпусков. Кроме того, при существующей системе материально-техниче­ского обеспечения нет возможности быстро приобретать импортные за­пасные части, вызывать специалистов — представителей фирм для ре­монта и настройки приборов. Устранение этих недостатков создаст дополнительные возможности для постановки новых экспериментов и проведения перспективных исследований.

УДК 001.89