Doktorantūra

ANOTACIJA: Šioje disertacijoje pagrindinis dėmesys skiriamas nestecheometrinio titano oksido nanodarinių formavimui, jų savybių charakterizavimui bei praktinių taikymų paieškai. Darbe tirtos skystoje terpėje formuotos TiOx bei Maksenų (Ti3C2) nanostruktūros, charakterizavimui pasitelkiant SEM, EDS, Raman‘o, EPR, XPS, RSD metodus. Disertacijoje pirmą kartą parodyta, kad hidroterminis formavimas bei vėliau sekantis atkaitinimas bedeguonėje aplinkoje, skirtingai nei kiti įvairių titano suboksidų formavimo būdai leidžia formuoti didelio paviršiaus ploto nanostruktūras ir valdyti šių struktūrų paviršiaus morfologiją, fazinę sudėtį bei draustinės juostos plotį. Taip pat, pirmą kartą iš Maksenų (Ti3C2) suformuoti ploni sluoksniai panaudoti salicilo rūgšties aptikimui sustiprintos Ramano spektroskopijos pagalba. Disertacijoje įrodyta, kad tiek titano suboksido, tiek ir Maksenų (Ti3C2) nanostruktūros turi plačias praktinio pritaikymo galimybes jutikliuose bei katalizėje.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Disertacijoje aprašomi ultratrumpųjų didelės smailinės galios šviesos impulsų generacijos tyrimai panaudojant optinį parametrinį ir priverstinės Ramano sklaidos čirpuotų impulsų stiprintuvus (OPCPA ir TSRCPA), kaupinamus pikosekundiniu Yb:YAG lazeriu. Tyrimai atlikti eksperimentiškai optimizuojant kaupinimo lazerio, OPCPA ir TSRCPA dizainus, bei charakterizuojant išvadinius jų parametrus. Disertacinis darbas apjungia keletą naujausių ir sparčiai besivystančių kietakūnių lazerinių technologijų. Pirmojoje disertacijos dalyje pristatyta OPCPA ir TSRCPA kaupinimui naudota Yb:YAG lazerinė sistema, generuojanti 1.15 ps trukmės ir 20 mJ energijos impulsus, bei aprašoma pikosekundinių impulsų gaubtinės valdymo metodas, naudojant pakopinę antrosios harmonikos generaciją. Antroji dalis skirta plačiajuosčio užkrato OPCPA ir TSRCPA generacijai, atitinkamai, regimojoje ir infraraudonojoje spektrinėse srityse. Trečiojoje ir ketvirtojoje disertacijos dalyse aprašomas čirpuotų kontinuumo impulsų stiprinimas optiniame parametriniame ir priverstinės Ramano sklaidos stiprintuvuose. Pirmuoju atveju sugeneruoti plačiajuosčiai, 20 fs trukmės, 2 mJ energijos ir 790 nm centrinio bangos ilgio impulsai. Antruoju atveju 145 fs, 0.6 mJ impulsai buvo sugeneruoti ties 1135 nm centriniu bangos ilgiu. Pademonstruotas 55% TSRCPA efektyvumas atskleidžiantis šio stiprinimo metodo privalumus, lyginant su optiniu parametriniu stiprinimu, ypač kai bangos ilgio derinimas atliekamas kaupinimo lazerio bangos ilgio aplinkoje.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: 137Cs ir plutonio izotopai aptinkami paviršiniame dirvožemio sluoksnyje, prisijungę prie dirvožemio komponentų. Radionuklidų migracijos greitis dirvožemyje priklauso nuo daugelio veiksnių, tokių kaip cheminė radionuklidų forma, geocheminė dirvožemio sudėtis, fizikinės ir cheminės sąlygos, atmosferos kritulių kiekis, augmenija ir jos rūšys, mikroorganizmų aktyvumas, gyvūnų veikla, taip pat žmogaus veikla. Siekiant užtikrinti deramą radiacinę saugą bei kurti efektyvias užterštų teritorijų atstatomąsias priemones būtina kaupti ir analizuoti ilgalaikių radionuklidų koncentracijų matavimų duomenis, apibūdinančius buvusią bei esamą taršą dirvožemyje bei jos evoliuciją. Šioje daktaro disertacijoje apibendrintų mokslinių tyrimų tikslas - nustatyti veiksnius lemiančius 137Cs ir Pu izotopų sorbciją/desorbciją ir vertikaliąją pernašą skirtingų tipų bei skirtingo drėgmės režimo (santykinai sauso ar periodiškai užliejamo dirvožemio drėgmės režimo) dirvožemiuose.  Įvertinta plutonio sorbcinė geba skirtingo tipo dirvožemiuose, esant skirtingiems dalelių dydžiams, organinių medžiagų bei stabilių elementų kiekiams. Išanalizuoti Pu ir 137Cs sorbciją/desorbciją lemiantys veiksniai sausame ir užliejamame dirvožemiuose. Praktiškai pritaikytas nuosekliosios ekstrakcijos metodas vertinant 137Cs ir Pu migracijos galimybes sausame ir užliejamame dirvožemiuose.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Lakieji organiniai junginiai (LOJ) yra cheminiai junginiai, nuolat supantys mus kasdienėje aplinkoje. Didelės šių junginių koncentracijos poveikis gali sukelti sveikatos ir aplinkos problemų. Jų tyrimas ir nuolatinis stebėjimas yra svarbūs oro kokybės kontrolei tiek patalpose, tiek lauke. Be to, jų emisijos iš maisto tyrimas gali būti naudingas nustatant galimą maisto produktų klastojimą ar užteršimą. Iš žmogaus kvėpavimo išsiskiriančių LOJ tyrimas galėtų būti naudojamas kaip ligų diagnozavimo priemonė. Savaime modifikuoti LDPE maišeliai buvo puikiai pritaikyti kaip prietaisas žmogaus kvėpavimo LOJ surinkimui. Surinktų LOJ analizei ir identifikavimui buvo naudojama terminė desorbcija, sujungta su dujų chromatografijos masės spektrometrijos (TD / GC-MS) sistema. Buvo renkami ir analizuojami žmogaus kvėpavimo mėginiai, siekiant suprasti LOJ profilį ir jo svyravimus, priklausomai nuo kelių veiksnių. Sukurtas novatoriškas kalibravimo metodas, leidžiantis kiekybiškai įvertinti toksiškus junginius, esančius iškvėptame ore suvalgius maistą. Ta pati sukurta sistema buvo naudojama LOJ iš maisto emisijoms surinkti. Maisto LOJ tyrimas buvo sekmingai atliktas, atskiriant skirtingas žemės riešutų ir kavos mišinių rūšis. Galutiniame mūsų tyrime buvo analizuojami oro mėginiai iš kelių vietovių, siekiant išanalizuoti įvairius LOJ profilius.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Šioje disertacijoje pristatomi molekulinių pluoštelių epitaksijos metodu užaugintų GaAsBi kvantinių duobių (QW) temperatūriniai fotoliuminescencijos (PL) tyrimai. GaAsBi struktūros buvo auginamos siekiant jas panaudoti kaip aktyviąją infraraudonojoje spektrinėje srityje veikiančių šviestukų ar lazerių terpę. Pirmojoje rezultatų dalyje tiriant GaAsBi/GaAs QW optinių savybių priklausomybę nuo auginimo sąlygų buvo parodyta, kad dviejų padėklo temperatūrų metodo naudojimas auginant GaAsBi/GaAs QW lemia aukštesnę QW optinę kokybę ir mažesnę krūvininkų lokalizaciją. Antrojoje dalyje pristatomas itin žemoje 300 oC temperatūroje užaugintų pavienių GaAsBi/GaAs QW, turinčių apie 10% Bi, temperatūrinis PL tyrimas. Parodyta, kad nepaisant žemos auginimo temperatūros GaAsBi/GaAs QW kambario temperatūroje liuminescavo ties 0,95 eV, kas atitinka antrąjį telekomunikacijų langą. Trečiojoje rezultatų dalyje buvo parodyta, kad išaugęs fotoliuminescencijos intensyvumas iš GaAsBi QW su paraboliniais AlGaAs barjerais yra susijęs su padidėjusiu krūvininkų pagavimu į QW ir didele krūvininkų lokalizacija, dėl kurios išauga spindulinės rekombinacijos tikimybė. Paskutinėje rezultatų dalyje tiriant GaAsBi/AlAs QW terminio atkaitinimo efektą nustatyta, kad QW atkaitinus 750 °C temperatūroje, ties 0,85 eV atsiradusi papildoma, silpnai nuo temperatūros priklausanti PL juosta yra susijusi su emisija iš Bi kvantinių taškų.

Metai: 2022.

ANOTACIJA:  Įprasto degimo technologijos, kurių veikimo metu išskiriamas didelis kenksmingų dalelių kiekis, ne tik kelia grėsmę oro taršai, sveikatai ir klimatui, tačiau ir jų veikimui reikalingi milžiniški gamtos ištekliai, kurie, deja, nėra amžini. Todėl alternatyvių energijos šaltinių paklausa sutelkė mokslininkus visame pasaulyje tokių energijos šaltinių paieškai. Kuro elementai gali veikti ne tik didesniu efektyvumu nei įprasto degimo varikliai, bet taip pat kuro elementai yra ekologiškesni energijos šaltinai nei degimo varikliai. Ir nors kuro elementų prototipai jau pritaikomi įvairiose pramonės srityse (aviacija, energetika, elektronika), tačiau jų platesnio pritaikymo galimybės bei veikimo tobulinimo tyrimai vis dar išlieka aktualūs iki šių dienų. Vienas iš pagrindinių kuro elementų trūkumų ribojančių platesnį jų praktinį panaudojimą – kaina. Vienas iš komponentų įtakojančių kuro elementų kainą yra taurieji metalai įeinantys į elektrokatalizinių medžiagų, naudojamų kuro elementuose katodu ir anodu, sudėtį.  Todėl pastaraisiais dešimtmečiais skiriamas didelis dėmesys nesudėtingų technologijų kūrimui, kurios leistų suformuoti efektyvius katalizatorius su ženkliai mažesniu tauriojo metalo kiekiu arba visai išvengti tauriojo metalo naudojimo. Šiam tikslui pasiekti buvo pradėtos tirti įvairios pridėtinės medžiagos, tokios kaip antriniai metalai ar metalų oksidai katalizatoriuose, kurių panaudojimas leidžia sumažinti tauriojo metalo kiekį, neprarandant katalizatoriaus aktyvumo.  Disertaciniame darbe pagrindinis dėmesys yra skiriamas naujų efektyvių katalizatorių paieškai, kuriuos galima pritaikyti kaip katodo ar/ir anodo medžiagas tiesioginiuose alkoholių kuro elementuose, su tikslu padidinti jų našumą. Siekiant sumažinti nusodinamų tauriųjų metalų kiekį ir pagerinti katalizatorių efektyvumą buvo naudojami metalo oksido pagrindu suformuoti katalizatorių pagrindai. Darbe atsižvelgta į katalizatorių formavimo sąlygų įtaką katalizatorių aktyvumui. Suformuotų katalizatorių elektrokatalizinis aktyvumas įvertintas alkoholių (etanolio, metanolio, glicerolio, etilenglikolio) oksidacijos bei deguonies redukcijos reakcijoms.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Efektyvi vandenilio gamyba ir saugojimas yra pagrindiniai žingsniai siekiant sėkmingos vandenilio ekonomikos. Natūraliai vandenilio dujos gamtoje neegzistuoja – jas reikia išskirti iš gamtinių dujų arba pasigaminti. Šiai dienai pasaulyje yra išgaunama daugiau nei 500 milijardų kubinių metrų (arba apie 45 milijonai tonų) vandenilio kasmet. Tačiau net 96% vandenilio išgaunama iš angliavandenilinių šaltinių, tokių kaip natūralios dujos, nafta ar anglis. Taigi pagrindinis vandenilio gavimo būdas iki šiol yra stipriai priklausomas nuo iškastinio kuro ir visiškai nesprendžia klimato kaitos problemos. Vandens elektrolizė yra dar vienas vandenilio gavimo būdas. Jo privalumai prieš anksčiau minėtus yra gausus ir pigus atsinaujinantis šaltinis bei gamybos procesas be atliekų. Be to vandenilio degimo metu nesusidaro jokių aplinkos teršalų. Tačiau vandenilio jonų redukcija iš vandeninių tirpalų vyksta tik ant katalizatoriaus paviršiaus. Žinia, kad platina (Pt) ir platinos grupės metalai bei jų dariniai yra efektyviausi vandenilio išskyrimo iš vandens, tačiau praktinis brangiųjų metalų elektrodų panaudojimas yra apribotas didelės jų kainos. Norint sumažinti gamybos kaštus, tenka ieškoti alternatyvių medžiagų, sudarytų iš žemėje randamų gausių ir ne brangių elementų. Viena tokių medžiagų, yra tradicinis dvidimensinis pereinamųjų metalų dichalkogenidas (2D-TMD) molibdeno disulfidas (MoS2). Jis sulaukė dėmesio ne tik todėl, kad geba katalizinti vandenį bei turi didžiausią potencialą pakeisti Pt, bet ir todėl, kad yra chemiškai stabilus, valdomos elektroninės struktūros, nesunkiai susintetinamas ir pigus, lyginant su Pt grįstais katalizatoriais. Pereinamieji metalai turi žemas M-H ryšio energijas ir aukštą vandenilio disociacijos greitį, o tai yra geras pagrindas vandenilio išsiskyrimo reakcijai (HER).

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Šiuolaikiniai femtosekundiniai lazeriai yra brangūs prietaisai ir prieš įdiegiant juos gamybos linijoje reikia įvertinti produkcijos gamybos spartą. Naudojant lazerinės abliacijos procesą, gręžimą ar frezavimą, proceso našumą galima apibrėžti abliacijos efektyvumu, o išeigą – pagal abliacijos spartą. Viena iš populiarėjančių mokslo ir technologijos sričių, kurioje naudojamas lazerinis apdirbimas, yra gamtos įkvėptų funkcinių paviršių gamyba. Ši disertacija buvo skirta ultratrumpųjų impulsų lazerinės abliacijos efektyvumo, medžiagos pašalinimo spartos, apdirbimo kokybės ir panaudojimo mikroapdirbimui bei bioinspiruotų funkcinių paviršių kūrimo tyrimams. Atliekant disertacijoje aprašytus tyrimus buvo parodyta, kad abliacijos efektyvumo optimizavimas automatiškai pagerina apdirbamo paviršiaus kokybę. Taip pat buvo sukurtas teorinis abliacijos modelis, kuris apjungė ir abliacijos slenksčio kritimo didėjant impulsų skaičiui į vieną tašką ir duobutės gylio įsisotinimo įtaką abliacijos efektyvumui. Buvo tiriamas apdirbimas papliūpomis, kuris susilaukė didelio dėmesio mokslo bendruomenėje. Naudojant lazerinę spinduliuotę buvo pagaminti gamtos įkvėpti paviršiai: žuvies žvynai ir ryklio odos raštas. Tai pat, buvo pademonstruota trimačio abipusio objekto gamyba panaudojus sluoksnis po sluoksnio apdirbamą. Siekiant sukurti funkcinį plieno paviršių su pakeistomis vilgumo savybėmis, buvo išnaudoti po lazerinės ekspozicijos savaime susiorganizuojantys dariniai – raibuliai ir nanospygliai..

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Sinchronizacijos procesai didelėse sąveikaujančių dinaminių sistemų populiacijose yra intensyvių fizikinių, technologinių ir biologinių sistemų tyrimų dėmesio centre. Neuronų tinkluose, normaliomis sąlygomis sinchronizacija yra atsakinga už pažinimą ir mokymąsi, tačiau perteklinė sinchronizacija gali sukelti įvairias neurologines ligas. Nepageidaujamiems sinchronizuotiems tinklo virpesiams slopinti buvo sukurta daug įvairių valdymo algoritmų. Netinkamai suprojektuota elektrinės stimuliacijos sistema gali pažeisti nervinį audinį ar patį elektrodą. Siekiant minimizuoti pažaidą, kaip stimuliacijos srovės parametrų optimizavimo rodiklį galima pasirinkti valdymo srovės modulio vidurkį. Šis pasirinkimas turi dar vieną pranašumą. Optimali valdymo srovė, užtikrinanti impulsus generuojančio neurono sinchronizaciją su periodiniu išoriniu žadinimu, priklauso tik nuo atstumo tarp fazės atsako funkcijos absoliučių ekstremumų ir jos amplitudės. Tai leidžia empiriškai nustatyti optimalios srovės parametrus. Tas pats metodas gali būti pritaikytas ir kolektyvinius periodinius virpesius generuojančiam sąveikaujančių neuronų tinklui. Aukšto dažnio stimuliacijos poveikis dviejų sąveikaujančių QIF neuronų populiacijų sistemai paaiškinamas naudojant vidutinio lauko lygtis, suvidurkintas per stimuliacijos periodą. Ši metodika gali pasitarnauti kaip veiksminga priemonė kuriant didelio masto neuronų tinklų sinchronizacijos valdymo algoritmus.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Ši daktaro disertacija skirta biojutiklių, paremtų fotoniniais mikro žiediniais rezonatoriais, kurie pasižymi mažu tūriniu jautrumu bei ribotu laisvu spektriniu diapazonu, tyrimui ir minėtų parametrų pagerinimui. Siekiant įveikti pastarąsias problemas, tiriamos įvairios mikro žiedinių rezonatorių geometrijos ir koncepcijos, kad būtų padidinta šviesos ir medžiagos sąveika. Šiame darbe pateikiamas naujų žiedinių mikro rezonatorių geometrijos, pagrįstos šerdies medžiagos efektyviojo lūžio rodiklio moduliavimu, skaitmeninis modeliavimas bei matavimai. Siekiant padidinti sensoriaus jautrumą, padidintas mikro rezonatoriaus paviršiaus plotas (tuo pačiu šviesos ir medžiagos sąveiką) šerdies medžiagoje įvedus mažesnius už bangos ilgį tuščiavidurius defektus. Be to, kad būtų galima nagrinėti mikro žiedinius rezonatorius, kuriuose rezonanso poslinkiai yra per dideli, ar naudojant mikro žiedinius rezonatorius su sugeriančiomis šviesą medžiagomis parodyti nauji žiediniai mikro rezonatoriai neturintys laisvo spektrinio diapazono apribojimo, bei mikro žiediniai rezonatoriai, veikiantys su šviesą sugeriančiomis medžiagomis. Galiausiai, siekiant supaprastinti aptikimo mechanizmą, pasiūlyti savaiminio kalibravimo jutikliai.

Metai: 2022.

ANOTACIJA:  Fotelektrocheminiai (FEC) procesai yra vadinami dirbtine fotosinteze, kadangi juose šviesos energija yra konvertuojama į cheminę energiją. FEC reakcijos gali būti pritaikytos vandenilio gamybai skaidant vandenį, o taip pat ir sintetinant kitas vertingas chemines medžiagas, pvz. dezinfekcijai tinkamus stiprius oksidatorius. Ši disertacija skirta fotoelektrocheminės aktyvių chloro junginių bei persulfato sintezės panaudojant WO3 fotoanodus tyrimams. Darbo tikslas - susintetinti šviesai jautrias skirtingos morfologijos bei storio WO3 dangas ir ištirti jų savybes sulfatinių bei chloridinių tirpalų fotoelektrolizėje. Disertacijoje analizuota WO3 dangų morfologijos įtaka konkurencijai tarp fotoanodinių vandens bei anijonų oksidacijos procesų. Pateikta nauja WO3 fotoelektrocheminės elgsenos interpretacija, pagal kurią galimos fotoanodinės reakcijos nagrinėtos kaip elektrodo potencialo įtakojami fotocheminiai procesai, kuriuose kaip tarpiniai junginiai dalyvauja laisvieji radikalai. Atskleista specifinės chlorido jonų bei tarpinių jų oksidacijos produktų adsorbcijos ant WO3 paviršiaus įtaka fotosrovės atsiradimo potencialui, krūvininkų rekombinacijai bei WO3 paviršiaus apsaugai nuo žalingo perokso junginių susidarymo. Pademonstruotas efektyvus antibakterinis fotoelektrolizės su WO3 fotoanodais poveikis. Šių tyrimų rezultatai gali būti naudingi, kuriant fotoelektrochemines sistemas pažangiems oksidacijos procesams bei būti pritaikyti vandens dezinfekcijos srityje.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Disertacijos darbo tikslas – ištirti optinį atsaką įvairiuose hibridiniuose plazmoniniuose sužadinimuose, tokiuose kaip paviršiniai plazmonų poliaritonai (SPP), Tamm‘o plazmonų poliaritonai (TPP) ir hibridiniai gardelių plazmonų poliaritonai (HLPP). Pagrindinis šių tyrimų objektas buvo hibridinių Tamm‘o – paviršinių plazmonų poliaritonų modų žadinimas, taikant visiškojo vidaus atspindžio elipsometriją (TIRE) bei šių modų taikymas biologinių molekulių detekcijai. Disertacija sudaryta iš įvado, literatūros apžvalgos, tyrimo metodų, rezultatų bei jų išvadų, santraukos bei literatūros sąrašo. Šiame darbe pirmą kartą pademonstruotas eksperimentinis stipriosios sąveikos tarp TPP ir SPP sužadinimų hibridinėje TPP-SPP modoje režimas, derinant krintančios šviesos spektrą optinių filtrų pagalba. Taip pat pademonstruotas hibridinių TPP-SPP modų bei pavienių TPP sužadinimų taikymas biologinių molekulių detekcijai. Darbe tiesioginis lazerinis rašymas buvo pritaikytas metalo mikrogumbų gardelių masyvo, kuriame galima žadinti siaurus (~10 nm) hibridinius gardelių plazmonų poliaritonus, gamybai. Taikant stipriosios sąveikos režimą sumažinami energijos nuostoliai, todėl galima gauti itin siaurus plazmonų rezonansus.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Disertacijoje pristatomi lazerinių stiklo apdirbimo metodų, pagrįstų įtrūkių medžiagoje sukėlimu, tyrimų rezultatai. Darbe nagrinėjami du metodai – tūrinis raižymas ir mechaninis atskyrimas bei apdirbimas nuo apatinės bandinio pusės. Pademonstruotas raižymo spartos ir kokybės pagerinimas formuojant kryptingus skersinius įtrūkius asimetriniais Beselio pavidalo lazerio pluoštais, suformuotais kūginėmis prizmėmis. Eksperimentiškai ir teoriškai parodyta, jog tokie pluoštai gali būti suformuoti kontroliuojant kūginės prizmės įnešamas aberacijas arba moduliuojant suformuoto pluošto kampinį spektrą. Darbe ištirta kūginės prizmės formos bei jos pasukimo apie ašį, statmeną pluošto sklidimui, įtaka formuojamam pluoštui. Ištirtos ir palygintos įvairios formos amplitudinės ir fazinės kaukės. Kaip alternatyva tradiciniams elementams, išbandytos vien lazeriniu būdu pagamintos kūginės prizmės. Taikant antrąjį metodą, pademonstruotas itin didelis medžiagos pašalinimo efektyvumas, viršijantis 100 µm3/µJ, panaudojant nanosekundinius lazerio impulsus arba pikosekundinių impulsų GHz papliūpas, kurių bendra trukmė yra nanosekundinėje skalėje. Darbe išvystytos ilgų pjovimo kontūrų, nuožulnų formavimo bei dujų purkštukų, skirtų lazeriniams plazmos greitintuvams, gamybos technologijos. Vystomi lazeriniai apdirbimo metodai buvo išsamiai palyginti su tradicinėmis stiklo pjovimo technologijomis, įvertinant perpjautų bandinių kokybę ir lenkimo stiprį.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Radioanglis biotoje radioekologiniu požiūriu yra svarbus radionuklidas. Atmosferoje esantis 14CO2 per maisto grandines patenka į gyvuosius organizmus, kur tampa reikšmingu vidinės apšvitos radionuklidu. Todėl aktualiomis tampa naujos mokslinės žinios apie radioanglies emisijų valdymą iš branduolinės energetikos ir kitų branduolinių įrenginių, eksploatavimo ir radioaktyvių atliekų tvarkymo tiek saugos darbo metu, tiek avarinėse situacijose. Svarbu atskleisti ir eksperimentiškai pagrįsti pavojingų radionuklidų sklaidos ir kaupimosi aplinkos sanduose bei patekimo į žmogaus organizmą mechanizmus ir poveikį. Disertaciniame darbe apibendrintų mokslinių tyrimų tikslas – eksperimentiškai ištirti branduolinės jėgainės technologinių procesų įtaką radioanglies balanso aplinkoje kaitai viso eksploatacijos laikotarpio metu, sukurti modelį radioanglies emisijoms, sklaidai, kaupimuisi aplinkos sanduose ir radiaciniam poveikiui aplinkai ir gyventojams vertinti. Pritaikyti radioanglies datavimo metodiką hidrologiniams ir biologiniams procesams aplinkoje tirti. Įvertinta Ignalinos AE aplinkoje sukurta 14C tarša viso AE eksploatavimo ir jos eksploatavimo nutraukimo laikotarpiais. Pritaikius Gauso 14C dispersijos modelį rekonstruota 14C sklaidos evoliucija branduolinio objekto aplinkoje leidžia atkurti objekto eksploatavimo ir įvykių istoriją. 14C savitojo aktyvumo matavimai medžių rievėse gali būti naudojami kaip netiesioginė priemonė dujinių emisijų iš AE įvertinimui. Apskaičiuota, kad Ignalinos AE veikla lėmė papildomą 14C efektinę apšvitos dozę gyventojams per maisto grandinę, kuri vidutiniškai siekė 0,81 µSv per metus.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Gamtiniams vandens telkiniams kaip ir sausumos ekosistemoms, po įvairių branduolinės energetikos objektų incidentų tenka tiesioginė apkrova antropogeninės kilmės radionuklidais. Dėl jų žalingo poveikio aplinkai ir gyviems organizmams labai svarbu greitai ir patikimai įvertinti radionuklidų koncentracijas stebint esamų ir būsimų branduolinių objektų poveikį ekosistemai. Todėl šiuo metu vienas iš svarbiausių poreikių yra vandens rezervuarų taršos vertinimo ir veiksmingų bei nebrangių vandens valymo metodų sukūrimas. Disertacijoje apibendrintų mokslinių tyrimų tikslas - ištirti ir palyginti radioekologiniu požiūriu svarbių elementų cezio ir plutonio koncentravimo ir išskyrimo iš vandeninės terpės sąlygas, panaudojant biologinės kilmės medžiagas (biosorbentus) arba cheminiu metodu modifikuotas bioatliekas, nustatyti biosorbentų sorbcinę gebą ir panaudojimo perspektyvas aplinkos tyrimams. Įvertinta 10-ies sorbentų sorbcinė geba ir pasiskirstymo koeficientas cezio ir plutonio jonams, esant skirtingoms pH vertėms. Nustatytos sorbentų funkcinės grupės, dalyvaujančios cezio ir plutonio jonų sorbcijos procese, bei identifikuoti prisijungimo mechanizmai. Realiomis sąlygomis ištirtos natūralios bei modifikuotos samanos ir pjuvenos, nustatytos sąlygos tinkamos tiriamųjų jonų nustatymui gėlame vandenyje ir surasti geriausi sorbentai tinkantys cezio ir plutonio jonų sorbcijai.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Šiame darbe naudojama THz impulsų žadinimo spektroskopijos metodika tyrinėti įvairius puslaidininkius ir iš jų sudarytas struktūras. Iki šiol daugiausia šia metodika buvo tyrinėti A3B5 puslaidininkiai, kuriuose buvo nustatomas juostinės struktūros parametras – šoninis laidumo juostos slėnis. Tai įgalinama dėl to, jog THz impulso generavimo mechanizmas pagrįstas balistinių elektronų judėjimu ir priklauso nuo tyrinėjamo puslaidininkio savybių. Šiame darbe minėta metodika adaptuojama tyrinėti puslaidininkines heterosandūras. Heterosandūrų juostos trūkio vertės yra svarbus parametras šiuolaikinių opto- ir mikro- elektronikos prietaisų gamyboje. Šiam parametrui nustatyti yra pritaikoma THz impulsų sužadinimo spektroskopija ir tai panaudojama bismidinių heterosandūrų - GaAsBi/GaAs ir GaInAsBi/InP tyrimams. Kita dalis tyrimų paskirta THz impulsų žadinimo metodikos praplėtimui, tam yra tyrinėjami netiesiatarpio draustinių juostų tarpo ir sluoksniuotų puslaidininkių kristalai. Tyrinėjant germanio ir pereinamųjų metalų dichalkogenidus buvo nustatytas tiesioginis draustinių juostų tarpas. Galio selenido kristalo tyrimai leido nustatyti ne tik laidumo juostos šoninio slėnio padėtį, bet ir žemiau esančios valentinės juostos padėtį. Galiausiai šia metodika buvo tyrinėti ploni bismuto sluoksniai, kuriuose priklausomai nuo jų kristalinės struktūros THz impulsų generacijos mechanizmai yra skirtingi.

Metai: 2022.

ANOTACIJA: Biomolekulės – gyvuose organizmuose esančios medžiagos, kurios atlieka esminį vaidmenį biocheminiuose procesuose. Gebėjimas kontroliuoti sąveikas tarp biomolekulių, stebėti procesus, vykstančius fazių riboje yra itin aktualus daugeliui mokslo sričių. Vis dėlto norint suprasti biomolekulinius procesus molekuliniame lygmenyje reikia specialių tyrimo metodų. Vienas tokių – paviršiaus sustiprinta Ramano spektroskopija (ang. Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS). Tačiau SERS turi keletą fundamentinių trūkumų, apribojančių metodo taikymą fazių riboje esančių biomolekulių tyrimuose. Pagrindinis SERS trūkumas – Ramano signalo stiprinimui naudojami Au, Ag, arba Cu šiurkštūs paviršiai, nanostruktūros ar nanodalelės. Šiuo atveju metalai gali tiesiogiai sąveikauti su tiriamomis biomolekulėmis taip modifikuodami visą tiriamą sistemą. Todėl 2010 m. buvo pasiūlyta alternatyvi tyrimų technika – nanodalelių, padengtų apsauginiu sluoksniu, sustiprinta Ramano spektroskopija (ang. Shell-Isolated Nanoparticle-Enhanced Raman Spectroscopy, SHINERS), kuri leidžia gauti detalią informaciją apie molekulių virpesius, bet tuo pat metu išvengti pagrindinių SERS trūkumų. Taigi SHINERS atvėrė naujas galimybes adsorbcijos, katalizės, krūvio pernašos ir kitų procesų tyrimuose ant lygių, monokristalinių paviršių, taip pat ant dvidimensinių medžiagų. Šioje disertacijoje tirti skirtingi objektai, kuriuos vienija molekuliniame lygmenyje charakterizuojamos biomolekulės, esančios fazių riboje. Darbe pademonstruotos SHINERS metodo galimybės ir iššūkiai tiriant nevienodas molekulines sistemas, atskleisti skirtingų biomolekulių struktūros bei funkcijos ypatumai.

Metai: 2022.