Nekoreguojami

Nekoreguojami

Nekoreguojami

2023. 03. 02 -

Saulės elementai, fizikos paslaptys ir didžiausio Lietuvoje mokslo centro ateitis: antroji FTMC Metinės konferencijos diena

Kovo 1–2 d. Fizinių ir technologijos mokslų centre (FTMC) įvyko Metinė mokslinė konferencija. Antrąją jos dieną, kovo 2 d., kolegos mokslininkai pristatė savo tyrimus ir atradimus, o Centro direktorius prof. Gintaras Valušis pasidalijo metiniu pranešimu.

Pirmasis kalbėjo Lietuvos mokslo premijos laureatas prof. Steponas Ašmontas. Jo tema – „Perovskitų saulės elementai“.

Perovskitas jau prieš kelerius metus buvo plačiai linksniuojamas kaip mineralas, kuris prisideda prie saulės elementų efektyvumo rekordų – ir gali pamažu išstumti įprastus silicio saulės elementus.

Steponas Ašmontas (Remigijaus Juškėno nuotrauka)

S. Ašmontas su kolegomis savo darbais nustatė, kad padidinti saulės elementų efektyvumą (t. y. krintančios šviesos pavertimą elektros energija) įmanoma panaudojant sluoksniuotas struktūras. Įprastiniuose elementuose naudojamos vadinamosios silicio pn (puslaidininkių) sandūros. „O mes pasiūlėme ant tų sandūrų uždėti perovskito sluoksnį, kuris generuotų geresnę elektrovarą. Gavome rezultatą, kad akademinio silicio-perovskito saulės elemento efektyvumas buvo 26 procentai. Tai yra visai neblogas rezultatas“, – sako profesorius.

Be to, FTMC yra pirmoji įstaiga Lietuvoje, kur pirmąkart šalyje sukurtas visas saulės elementas su perovskito sluoksniu nuo A iki Z.

Dr. Vilius Vertelis kalbėjo apie sukinių sklendes – tai yra naujas susidomėjimo objektas FTMC Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriuje, kuriame mokslininkas darbuojasi. Šią sritį tyrinėti komanda pradėjo vos prieš metus.

Sukinių sklendė yra struktūra, kuri pasižymi gigantiška magnetovarža – tai reiškia, kad šios struktūros varža labai stipriai priklauso nuo magnetinio lauko. Kitaip tariant, tai yra labai jautrus magnetinio lauko jutiklis.

„Sukinių sklendės labai didelį varžos pokytį rodo ganėtinai siaurame diapazone. Tai reiškia, kad turime labai didelį jautrumą magnetiniam laukui. O jį galime išnaudoti įvairiems taikymams; pats paprasčiausias ir galbūt dažniausiai gyvenime sutinkamas – tai magnetinės atminties laikmenos, pavyzdžiui, kietieji diskai, Mes galime sukurti labai mažą jutiklį, sutankinti įrašytus bitus ant disko ir į tą patį plotą įrašyti daugiau. Tad didėja kietojo disko atmintis ir greitis“, – aiškina fizikas.

Vilius Vertelis (Remigijaus Juškėno nuotrauka)

Sukinių sklendė yra spintroninis prietaisas. Ką tai reiškia? Jeigu elektronikoje panaudojame iš vienos vietos į kitą judančius elektronus, tai spintronika išnaudoja ir elektrono sukinį – kalbat supaprastintai, elektrono sukimąsi aplink savo ašį.

„Mes galime užsklęsti kelią vienam sukiniui ir praleisti kitą, juos filtruoti. Todėl šias struktūras įmanoma panaudoti įvairiuose įtaisuose – spintroniniuose tranzistoriuose, optoelektronikoje, ir pan.

O kadangi galime jausti labai mažus magnetinius laukus, galbūt labiausiai populiarėjanti tokio panaudojimo galimybė – tai medicininiai ir biologiniai taikymai, pavyzdžiui, ligų diagnostika. Galima sukurti magnetiniu principu veikiantį biologinį jutiklį, matuoti elektros sroves smegenyse ar kurti smegenų veiklos žemėlapius.“

Dr. Irmantas Kašalynas pasakojo apie Terahercinės fotonikos laboratorijoje atliekamus tyrimus tema „Naujos medžiagos ir prietaisai terahercinių bei infraraudonųjų spindulių spektro ruožams“.

Mokslininkas su komanda tiria grafeną – „XXI a. atradimu“ dažnai vadinamą medžiagą, sudaryta iš vieno sluoksnio anglies atomų, išsidėsčiusių šešiakampėje gardelėje. Ši medžiaga yra milijoną kartų plonesnė už žmogaus plauką – tačiau tvirčiausia pasaulyje (200 kartų tvirtesnė už plieną). Tad nenuostabu, jog iš grafeno tikimasi labai daug.

Irmantas Kašalynas (Remigijaus Juškėno nuotrauka)

„Mes pasiūlėme grafeno paruošimo būdą, taip pat bekontaktį elektronų grafene laidumo matavimo būdą, kuris remiasi terahercų spektroskopija. Šis metodas leidžia bekontakčiu būdu išmatuoti, koks yra krūvininkų tankis ir laidumas grafene“, – sako dr. I. Kašalynas.

Taigi, metodas padeda ruošimo metu kontroliuoti grafeno laidumo parametrus – ne vien tik juos matyti galutiniame proceso taške. Tai yra svarbu, pavyzdžiui, gaminant elektronikos komponentus, nes šis procesas reikalauja keleto technologinių žingsnių. Kalbant apie grafeną, kiekvienas iš tų žingsnių pakeičia šią medžiagą: „Ir, jeigu proceso metu negalime stebėti, ar toji medžiaga keičiasi, galime sulaukti blogo rezultato. O dabar jau įmanoma ne tik matyti galutinį vaizdą, bet ir dešimtyje žingsnių analizuoti procesą. Tai yra savikontrolės instrumentas.“

Pirmąją sesijos dalį užbaigė LMA Jaunųjų mokslininkų ir doktorantų premijos laureatas dr. Andrius Žemaitis, kuris kalbėjo apie lazerinį paviršių nano- ir mikroapdirbimą.

Mokslininkas pristatyme demonstravo įvairius pavyzdžius, kaip, pasitelkiant lazerius, galima dirbtiniu būdu atkurti įvairius gamtoje randamus paviršius. Tam naudojama vadinamoji lazerinio rašymo, arba tekstūravimo, technologija, kai lazerio spindulys yra skenuojamas medžiagos paviršiuje ir kuriami įvairūs raštai, panašūs į sutinkamus gamtoje. Kokie būna to pavyzdžiai?

Andrius Žemaitis (Remigijaus Juškėno nuotrauka)

„Tai gali būti greitai plaukiantys baltieji rykliai, turintys tam tikrus žvynus su grioveliais, kurie sumažina trintį su vandeniu; vabalai, kurie savo paviršiumi valdo vandens atstūmimo ar pritraukimo savybes; vabzdžių akys, kurios sugeria daugiau šviesos ir taip padeda matyti tamsoje, ir pan.

Tam yra įvairūs praktiniai taikymai. Pavyzdžiui, ryklio oda naudojama ten, kur reikalingas pasipriešinimo sumažinimas – įvairiose mentėse, dujų turbinose, generatoriuose, lėktuvų paviršiuose. O dabar vyksta daug tyrimų, kaip panaudoti dirbtinę ryklio odą ant vėjo jėgainių“, – pasakoja dr. A. Žemaitis.

Nuo spintronikos – prie astrofizikos. Prof. Vladas Vansevičius pristatė savo ir dr. Rimos Stonkutės temą „Didžioji fizikos problema ir mažosios žvaigždžių sistemos“.

Vladas Vansevičius (Domo Jokubauskio nuotrauka)

Kas toji problema? Tai nematomoji medžiaga (populiariau vadinama tamsiąja materija), kuri, mokslininkų manymu, sudaro net 85 proc. visos medžiagos kurią žinome! Tačiau kas nematomoji medžiaga konkrečiai yra – niekas nežino.

Šiemet sukanka 90 metų nuo mokslininkų įtarimų, kad kažkas čia negerai – nes pastebėta, jog galaktikų spiečiuose galaktikos sukasi greičiau nei turėtų, ir tai buvo pirmosios užuominos apie tamsiosios materijos egzistavimą. Nuo to laiko iki dabar, anot profesoriaus, mes tiesiog vis dar nesuprantame, kas yra fizika.

„Noras suprasti yra esminis, tartum fizikos gelbėjimas, nes dabar yra visiškai negera situacija, kuri tęsiasi ilgai. Daugiau nei 50 observatorijų ir eksperimentų ieško, kuo pateisinti nematomosios medžiagos buvimą. Ką suras, tas tiks. Svarbu, kad atitiktų stebėjimų rezultatus. Čia turbūt svarbiausias bus astrofizikinis patikrinimas, tačiau atsakymų ieško visi fizikai.“

Pasak prof. V. Vansevičiaus, daug tikimasi iš Europos Kosmoso Agentūros kosminio teleskopo EUCLID, kuris turėtų būti į orbitą paleistas 2023 m. liepos mėn. Jis bus pirmasis istorijoje, ieškosiantis nematomosios medžiagos ir tyrinėsiantis jos prigimtį, Visatos plėtimąsi, gravitaciją ir kitus žmonijai kvapą gniaužiančius klausimus.

Kitas konferencijos dalyvis dr. Sergejus Orlovas kalbėjo apie struktūrinę šviesą, jos gavimą ir taikymus.

„Struktūrinė šviesa yra bet kas, kas kinta skalėse, mažesnėse nei lazerinės šviesos pluoštelis. Pavyzdžiui, jūs paimate lazerinį pointerį – rodyklę. Pašvietę ja ant sienos pamatote vienalytę šviesos dėmelę. Tuo metu struktūrinė šviesa analogiškoje situacijoje išsivystytų ne į dėmelę, o į kažką, kas turi struktūrą. Matytume, kad dėmelė nevienalytė: su taškeliais, kitomis dėmelėmis, įdubomis ar iškilimais, ir pan.

Struktūrinės šviesos pritaikymo galimybių yra daug. Dažniausiai tai susiję su lazerių šviesa, pavyzdžiui, būna lazerinės staklės, lazerinis suvirinimas, lazeriniai greitintuvai, komunikacija, ir t. t. Tuose taikymuose nutinka įvairiausių problemų. Tarkim, sutrinka kvantinis laisvos erdvės komunikacijos kanalas: jeigu pradeda lyti atsiranda smogo ar atmosferos nevienalytiškumų, tuomet kanalu sklindantis signalas nusilpsta. Tada struktūrinė šviesa gali padėti tą kanalą pastiprinti, sukurdama šviesą, kuri sklisdama atmosferoje atsistatys, „gydysis“. Tokiu būdu pagerėja komunikacijos galimybės“ – pasakoja dr. S. Orlovas.

Kitas pavyzdys – išmanieji telefonai su specialiais pakietintais stikliukais. Prieš uždedant juos ant telefono, toks stikliukas išpjaunamas lazerinėmis staklėmis. Pasak mokslininko, struktūrinė šviesa šį procesą pagreitina ir leidžia perpjauti stiklą vienu „šūviu“.

Vienas iš FTMC padalinių – Kaune veikianti Tekstilės medžiagų ir gaminių bandymų ir sertifikavimo laboratorija. Jos vadovė dr. Vitalija Rubežienė pristatė temą „Adaptyvus kamufliažas kario aprangai“.

Laboratorija sukūrė du kario uniformos prototipus su matomumą mažinančiomis medžiagomis bei antiradarine danga. Buvo atlikti bandymai poligonuose Prancūzijoje, Portugalijoje bei Švedijoje. Pasak specialistės, viskas vyko sėkmingai.

„Šios uniformos turi maskuojantį piešinį ir spalvas, tačiau esmė ta, kad uniformos prisitaiko prie kintančios aplinkos sąlygų. Su dviem skirtingomis technologijomis pavyko užtikrinti adaptyvumą regimojoje srityje, o infraraudonųjų spindulių srityje – inkorporuojant fazinio virsmo medžiagas.

Antiradarinis sluoksnis buvo inkorporuotas į abu uniformos prototipus. Lauko išbandymai parodė, kad jie, lyginant su uniforma be antiradarinio sluoksnio, dvigubai sumažino radaro sklaidos skerspjūvį – parametrą, kuriuo charakterizuojama aptikimo galimybė radaru. Kuo šis parametras mažesnis, tuo geriau“, – pasakoja dr. Vitalija Rubežienė, teigianti, kad ši karinė uniforma bus ir toliau tobulinama.

Prof. Leonas Valkūnas dalijosi prisiminimais apie šviesios atminties akademiką doc. Jurgį Viščiaką, kurį profesorius artimai pažinojo.

J. Viščiakas, be kitų gyvenimo pasiekimų, nusipelnė tuo, kad pirmasis inicijavo ir „užvedė“ lazerių kūrimą bei pramonę Lietuvoje. Pirmasis šalies pramoninis lazeris netgi buvo pavadintas akademiko garbei – VIJUKA (Viščiakas Jurgis Karlovič). 1978 m. mokslininkas Vilniaus universiteto Fizikos institute įkūrė Lazerinės optoelektronikos grupę. Jam šios srities tyrimai daug reiškė – o iki tol institute to nebuvo.

Leonas Valkūnas (Domo Jokubauskio nuotrauka)

„Akademikas yra sakęs – mes visą mokslą Fizikos institute „užmausim“ ant lazerio spindulio kaip šašlyką ant iešmo, – šypsosi prof. L. Valkūnas, – jis buvo labai energingas, visur jo buvo pilna. Tai buvo iškilus žmogus, matomas visame universitete.“

Dviejų dienų mokslinė konferencija baigėsi metiniu pranešimu, kurį pristatė FTMC direktorius prof. Gintaras Valušis. Jis pateikė 2022 m. įstaigos ataskaitą – iš pradžių paminėjo FTMC dirbančius kolegas, kurie pernai pelnė tiek pačios įstaigos, tiek kitus apdovanojimus.

Štai, pavyzdžiui, per pastaruosius metus prof. Kęstutis Pyragas už savo mokslinius pasiekimus apdovanotas Lietuvos didžiojo kunigaikščio Gedimino ordino Karininko kryžiumi, prof. Albertas Malinauskas gavo Lietuvos didžiojo kunigaikščio Gedimino ordino Riterio kryžių – o dr. Lina Grinevičiūtė iš Prezidento rankų atsiėmė apdovanojimą už „Geriausią 2021 m. gamtos, technologijos, medicinos ir sveikatos bei žemės ūkio mokslų disertaciją“.

„Tris kartus per tokį trumpą laiką ateiti į Prezidentūrą atsiimti apdovanojimų man atrodo geras FTMC stilius, kurį norėtume išlaikyti“, – džiaugiasi prof. G. Valušis.

Tarp įvairių 2022 m. nutikusių įvykių išskirtas Lietuvos ir Taivano puslaidininkių ir jų medžiagų mokslo centro atidarymas; paminėtas ir atvejis, kai ant prestižinio žurnalo „Astronomy and Astrophysics“ viršelio pateko lietuvių tyrimas apie nykštukinę galaktiką Leo A. Tyrimo autoriai – dr. Alina Leščinskaitė, dr. Rima Stonkutė ir prof. Vladas Vansevičius

2022 m. FTMC mokslininkai paskelbė 260 aukščiausios kategorijos straipsnių, apginta 17 daktaro disertacijų.

Pasak prof. G. Valušio, didžiausias Baltijos regione mokslų centras FTMC jau išaugo šalies ir regiono mastelį – tad dabar būtina plėstis, ieškoti naujų partnerių bei galimybių visame pasaulyje. Ir tai yra vienas pagrindinių uždavinių 2023 metams.

„Mūsų Centras pakankamai didelis, o mūsų veiklos – absoliučiai dominuojančios regione. Plėstis čia jau nebėra kur, viską tarsi esame aprėpę. Mūsų artimiausi kaimynai, žiūrint iš mokslinės pusės, yra Suomijos techninių tyrimų centras VTT. Žiūrint iš finansinės pusės, mūsų regione nebus tiek pinigų, kiek mums reikėtų tvariam augimui. Tad turėsime siekti globalumo.

Turbūt reikės svarstyti Taryboje, į ką orientuotis, kur sunešti mūsų kompetencijas, kad Centras galėtų stabiliu pagreičiu judėti į priekį. O kompetencijų turime daug – galbūt kai ką reiktų suintegruoti, kad būtų didesnė kritinė masė, kad galėtume pritraukti naujus industrinius partnerius – nes su mumis dirba jau visa Lietuvos aukštųjų technologijų pramonė“, – teigia FTMC vadovas.

Jo manymu, Centras turi atkreipti dėmesį į kertinius Europos Sąjungos dokumentus, kurie kalba apie poreikį kurti steigti naujas technologines iniciatyvas, kurti įvairias naujas strategiškai ir moksliškai svarbias medžiagas.

„Karo, pandemijos akivaizdoje Europa susivokė, kad daug ko neturi. Globalios gamybos grandinės yra ne Europoje – jei Europai reikėtų kokį nors visą produktą kurti savarankiškai viduje, greičiausiai nepasisektų.

Tad čia Centras galėtų savo rolę vaidinti, nes unikalių kompetencijų turime – kaip ir partnerių nuo Pietų Korėjos iki JAV. Turimų projektų buvo ir yra, bet jų, matyt, nebepakaks, nes turėsime eiti tolyn“, – įsitikinęs prof. G. Valušis.

MM_konferencija_2024_internetui_02-92c029796474bd9a5953fea9c08fc90a.jpg

2024. 02. 14 - FTMC Metinė mokslinė konferencija 2024 Vienas svarbiausių mūsų renginių vyko vasario 14–15 d.

kiwihug-zGZYQQVmXw0-unsplashddd-066627b8e827f9838d4c5b1e48c7e448.jpg

2023. 10. 16 - Mokslinė konferencija „FizTech2023“ – puiki proga susipažinti su jaunųjų FTMC tyrėjų darbais Žodinius pranešimus pristatys 50 doktorantų. Konferencija bus tiesiogiai transliuojama internetu.

Adaptive Camouflage Fabric-fa0554ff875caa0dd3cbb0537b4c6ada.png

2023. 08. 31 - FTMC tyrėjai dalyvaus naujame Europos gynybos fondo finansuojamame tarptautiniame projekte Mokslininkai tobulins esamas sausumos sistemų (karių ir transporto platformų) adaptyvaus kamufliažo kūrimo technologijas.

1 Pasirašymas-6a62d0e3337bbc42c1c9c84c94c290be.jpg

2023. 06. 13 - Lietuvos kariuomenė pasirašė bendradarbiavimo sutartis su FTMC ir BPTI Tikimasi, kad šalys darbuosis kartu diegiant inovacijas gynybos srityje.