Iš pradžių konferencijoje prisiminti mūsų kolegos, kurie 2023 m. paliko šį pasaulį – fizikas dr. Audrius Alkauskas ir chemikas dr. Svajus Asadauskas. Jų atminimas pagerbtas tylos minute.

 

Jau tapo tradicija, kai FTMC direktorius prof. habil. dr. Gintaras Valušis renginio pradžioje apdovanoja Metų laureatus.

 

Jais tapo:

 

Jaunatviškas proveržis: dr. Evelina Dudutienė;

 

 

(Dr. Evelina Dudutienė ir prof. habil. dr. Gintaras Valušis. Domo Jokubauskio / FTMC nuotrauka)

 

Už inovacinę veiklą – už kvantinių technologijų iniciatyvą: dr. Tadas Paulauskas ir dr. Lukas Razinkovas;

 

 

 

 

 

Už mokslinius pasiekimus: dr. Jurga Juodkazytė;

 

 

 

Už moksliškai nematomą veiklą: Irena Grybienė ir Marija Gutauskienė;

 

 

 

 

 

Už Gyvenimo nuopelnus: habil. dr. Rimantas Ramanauskas ir prof. habil. dr. proc. Vidmantas Remeikis;

 

 

 

 

 

Specialus apdovanojimas – už viešųjų ryšių renesansą: Simonas Bendžius.

 

 

 

 

 

Pirmieji konferencijos pranešėjai būtent ir būna paskelbtieji laureatai. Šią sesiją pradėjo FTMC Optoelektronikos skyriaus mokslininkė dr. Evelina Dudutienė su pranešimu „Bismidinių kvantinių struktūrų optiniai tyrimai.“

 

Fizikė atlieka eksperimentus su galio arsenido bismidu (GaAsBi) – puslaidininke medžiaga, kuri, viliamasi, padės tobulinti lazerius šviesolaidžiams, jutikliams, medicinai ir kitoms svarbioms sritims.

 

„GaAsBi yra palyginus nauja medžiaga, mažai žinoma, tad čia suveikia smalsumas. Šią medžiagą galima pritaikyti artimajam infraraudonajam spektriniam ruože – toje srityje trūksta šviesos šaltinių, detektorių. Kurti dabartinius telekomunikacinius lazerius yra gan brangu, atsiranda defektų, ko neturėtų būti GaAsBi lazeriuose“, – sako Evelina.

 

Tam, kad šviesos šaltiniai geriau veiktų, eksperimentuojama su kvantinėmis duobėmis – mikroskopiniai dariniai, į kuriuos įterpiamas bismuto atomas. Taip pat su kolegomis mokslininkė kuria ir kvantinius taškus, kurie, manoma, duos dar didesnės naudos. Apie pastarąją temą išsamiau skaitykite čia.

 

 

 

Dr. Tadas Paulauskas pristatė temą „Kvantinių technologijų iniciatyva Lietuvoje“. 

 

2023 m. įkurta Lietuvos kvantinių technologijų asociacija, kurios vadovu išrinktas pranešėjas-FTMC mokslininkas. Pasak jo, pagrindinės sritys, kur šios technologijos gali būti sėkmingai panaudojamos – tai komunikacija, kvantinė kompiuterija, simuliacija, jutikliai ir metrologija. „Daugiausiai tikimasi iš kvantinės kompiuterijos, nors tai yra pats sudėtingiausias ir brangiausias procesas. Artimiausiu metu, už 5 metų, turėtų būti pradėta praktikoje naudoti kvantinė chemija, kuri nereikalauja informacijos vienetų kubitų“, – sako T. Paulauskas. Pasak jo, dabar pasaulyje jau išbandomi keli kvantiniai jutikliai (pavyzdžiui, „nuskaitantys“ informaciją iš žmogaus smegenų).

 

Kalbant apie kvantines iniciatyvas Lietuvoje, pasak Tado, rimčiau dirba 7 grupės, 3 iš jų – FTMC mokslininkai. Iš fundamentinės srities, fizikas dr. Lukas Razinkovas tiria tankio funkcionalo teoriją, iš praktinės – dr. Gediminas Račiukaitis ir dokt. Vidmantas Tomkus užsiima kvantinių ryšių tyrimais, o minėtasis dr. Tadas Paulauskas ieško atsakymų, kaip sukurti kvantines technologijas jutikliams, kompiuterijai ir komunikacijai.

 

„Šiuo metu Europos Sąjunga kvantinių technologijų vystymui skiria daug dėmesio ir finansavimo, tad dabar yra labai geras metas Lietuvai“, – sako LKTA vadovas. Pokalbį apie šią asociaciją ir jos siekius skaitykite čia.

 

 

 

Kvantinių technologijų temą tęsė Fundamentinių tyrimų skyriaus fizikas dr. Lukas Razinkovas, kalbėjęs apie giliuosius puslaidininkių kristalų defektus, tinkamus kvantinėms technologijoms kurti. Jie yra ypatingai optiškai aktyvūs, t. y. sužadinti švyti.

 

„Apie šiuos defektus galėtume galvoti kaip apie mažas molekules ar atomus, kurie yra „įtaisyti“ į kristalą, bet veikia labai panašiai kaip atomai. Yra įvairių būdų, kaip jie ten gali atsirasti: susidaryti natūraliai, o galime kristalą „apšaudyti“ kitais atomais ar kitaip sukurti defektą.

 

Jeigu į norimą deimantą įterpiame tokį vieną defektą, jis tampa dalinai izoliuotas, gana silpnai sąveikauja su deimanto aplinka, ir todėl veikia kaip kvantimechaninė sistema, kurią galime valdyti. Ir pasirodo, kad tai galima daryti kambario temperatūroje – kas yra praktiška ir nebrangu. Turi mažą kristalą su defektu, ir ant jo gali konstruoti kvantinę technologiją“, – pasakoja L. Razinkovas.

 

Mokslininkas yra fundamentinės, teorinės fizikos atstovas – tad jį domina, kaip ir kodėl veikia tiriamos sistemos, kas yra pirmas žingsnis revoliucingų išradimų link: „Pavyzdžiui, bandome suprasti, kas lemia kvantinės koherencinės laikus – kitaip sakant, kiek ilgai išsilaiko tas egzotinis kvantimechaniškumas, kurį galima išnaudoti technologijoms. Yra daug įvairių veiksnių, darančių tam įtakos.“

 

L. Razinkovas ypatingai dėkoja šviesaus atminimo dr. Audriui Alkauskui, buvusiam jo mokslinės grupės vadovui, kuris pirmasis į Lietuvą atnešė teorinę ir skaičiuojamąją defektų fiziką – o jo šiame lauke atlikti darbai tapo svarbūs visame pasaulyje.

 

 

 

„Už mokslinius pasiekimus“ įvertinta Cheminės inžinerijos ir technologijų skyriaus atstovė dr. Jurga Juodkazytė pristatė temą „Foto/elektro/cheminė energijos konversija – medžiagų sintezei ir energijos saugojimui“. Mokslininkė šiame skyriuje vadovauja Energijos elektrocheminės konversijos laboratorijai – ir džiaugiasi, kad šis kolektyvas yra vienas iš lyderių FTMC pagal paruoštas mokslo publikacijas aukšto lygio žurnaluose.

 

J. Juodkazytė pristatė dvi pagrindines jos ir kolegų darbo sritis: fotoelektrocheminius procesus bei natrio jonų baterijų kūrimą.

 

Fotoelektrochemija, arba dirbtinė fotosintezė – tai metodas, kada saulės šviesa sukuria energiją, kuri skatina cheminius procesus, pavyzdžiui, vandens skaidymą. Tokiu būdu galima iš vandens išgauti vandenilį, o reakcijos metu išsiskiriantį CO₂ „paversti“ įvairiais anglies junginiais. Galima nauda, palyginus su įprastiniu vandenilio išgavimu, dviguba: tam nebereikia iškastinio kuro (gamtinių dujų), o išsiskiriantis anglies dvideginis nepatenka į atmosferą.

 

Toks yra tikslas – tad tyrimai laboratorijoje juda šia linkme. Dirbama, kad dirbtinės fotosintezės metu iš vandens būtų išgaunamas ne tik vandenilis, bet – paraleliai – ir įvairūs junginiai,  tinkami dezinfekcijai, balinimui, įvairių teršalų skaidymui.

 

Kita Jurgos tyrimų sritis – vandeninės natrio jonų baterijos. Tikimasi, kad jos ateityje pakeis įprastas ličio jonų baterijas. Pirmosios turi keletą pranašumų: tai pigios ir prieinamos žaliavos, saugumas (tuo metu litis yra labai degus), lengvas perdirbimas, nekenksminga aplinkai. Trūkumas – mažesnis energijos tankis.

 

FTMC chemikai suformavo natrio jonų baterijų prototipą, kurį sėkmingai išbandė vandeninėje ir organinėje terpėse.

Šia tema daktaro disertaciją neseniai apgynė to paties skyriaus tyrėja dr. Gintarė Gečė – išsamiau apie tai rasite čia.

 

 

 

Lietuvos mokslo premijos laureatas prof. habil. dr. Rimantas Ramanauskas taip patdarbuojasi Cheminės inžinerijos ir technologijų skyriuje – tiesa, kur kas ilgiau. Gavęs apdovanojimą už gyvenimo nuopelnus, šia proga jis apžvelgė savo svarbiausius pasiekimus, susijusius su elektrochemija.

 

Būdamas III kurso studentu tuometiniame Chemijos ir cheminės technologijos institute (kuris nuo 2010 m. tapo FTMC dalimi), pateko į galvanoplastikos laboratoriją. Galvanoplastika – tai metalinio sluoksnio nusodinimas elektrocheminiu būdu ant atitinkamo paviršiaus. Jaunasis mokslininkas apgynė daktaro disertaciją apie vario paviršiaus tyrimus, jo sankabumą su putų poliuteranu. Vėliau nagrinėjo spausdintų daugiasluoksnių plokščių technologijas.

 

1987 m. R. Ramanauskas persikvalifikavo į korozijos tyrimus. „Tuo metu SSRS norėjo į Lotynų Ameriką eksportuoti automobilius. Tačiau vos praeina metai prie vandenyno – ir automobilis jau aprūdijęs...“ – prisimena anuometinę problemą profesorius. Tad jis užsiėmė atmosferinės korozijos tyrimais, kuriuos po pertraukos tęsė ir Meksikoje, su kolegomis ieškodamas būdų, kaip nuo rūdijimo apsaugoti automobilius.

 

„Atmosferinės korozijos tyrimai yra patys patikimiausi. Bet reikia ilgai laukti rezultatų, iki ketverių metų. Nebent visą procesą galima paspartinti dirbtiniu būdu“, – pasakoja nusipelnęs chemikas.

 

 

 

Po stažuotės JAV, jis vykdė ir atmosferinės korozijos tyrimus Lietuvoje, buvo įkurtas atmosferinės korozijos stočių tinklas. Buvo įvertintas Lietuvos regionų (pajūrio zonos, miesto bei kaimo vietovių) atmosferos agresyvumas bei sudarytas žemėlapis: pastebėta, kad bandiniai smarkiau rūdija prie jūros bei didesniuose miestuose.

 

Mokslininkas taip pat tyrė mikrobiologinę koroziją – aiškinosi, kokie grybai formuojasi, kai rūdija paviršiai, kokią žalą daro šie organizmai – ir kaip juos sustabdyti. Chemikas papasakojo ir apie „kovą“ su korozija betone, kuri kenkia tiltams (ypač Tropikų kraštuose). R. Ramanauskas sėkmingai sukūrė inhibitorius – chemines medžiagas, kurios sumažino rūdijimą.

 

2012 m. grįžo prie eksperimentų su spausdintomis metalo plokštėmis, naudotomis aviacijoje ir kitose srityse. Tose plokštėse atsirasdavo korozijos sukeltų defektų, tamsių dėmelių, vadinamų black pad. „Išsiaiškinome priežastis, paskelbėme straipsnį, kuri iki šiol yra skaitomas – ir kitiems tapo kelrodžiu, kaip analizuoti spausdintų plokščių broką“, – džiaugėsi profesorius. 

 

Naujausias etapas, kuo dabar užsiima mokslininkas – tai saulės energija varoma chemija, apie kurią prieš tai kalbėjo ir dr. J. Juodkazytė. Bandoma, šiuo metu skaidant vandenį, išgauti vandenilį ir įvairių naudingų anglies junginių.

 

 

 

Konferencijojeskambėjo ir vienas pranešimas, kurį parengė ne mokslininkas. Simonas Bendžius, FTMC viešųjų ryšių ir komunikacijos specialistas, pristatė, kaip 2023 m. sekėsi plačiajai visuomenei skleisti pozityvią žinią apie įvairiausias Centro veiklas bei mokslininkų tyrimus.

 

„Viešąją erdvę galėtume įsivaizduoti kaip beribį vandenyną, kuriame yra tūkstančiai salų ir salelių; kiekviena jų tartum kviečia, šaukia paklydėlį jūreivį, kad atplauktų, sustotų, išliptų į krantą ir ten pabūtų bent penkias minutes, rastų sau ką naudingo. Tos salos – tai straipsniai, socialinių tinklų įrašai, radijo laidos ir visos kitos priemonės, mėginančios pritraukti išsiblaškiusio žmogaus dėmesį. Mūsų, FTMC komunikatorių, darbas panašus į tai“, – kalbėjo Simonas.

 

Jo surinktais duomenimis, per nepilnus metus publikuota beveik dvigubai daugiau nei užpernai – 160 – lietuviškų straipsnių bei pranešimų FTMC interneto svetainėje (angliškų – 90), kas penktas iš jų (viso 30) turėjo didesnę išliekamąją vertę ir buvo perpublikuotas didžiausiuose Lietuvos žiniasklaidos kanaluose. Dar neišnaudota galimybė – užsienio mokslo populiarinimo portalai, į kuriuos šiemet bus kreipiama daug dėmesio ir kuriems bus siunčiami įdomesni angliški tekstai. Vieną straipsnį, parašytą dr. Roko Kondroto, neseniai publikavo interneto svetainė „TechXplore“.

 

S. Bendžius pridūrė, kad nuo 2023 m. kovo 1 d. paskelbta 210 įrašų FTMC feisbuko paskyroje, kurios sekėjų per šį laikotarpį pagausėjo 25 procentais. Didesnė sėkmė „ištiko“ Centro paskyrą socialiniame tinkle „LinkedIn“, kur sekėjų skaičius išaugo 42 procentais. „Rezultatai neblogi, bet, žinoma, yra daug kur augti“, – apibendrino Simonas.

 

Viena iš naujovių – tai tinklalaidė „Tai ką jūs ten darot?“, kas antrą savaitę pildoma LRT radiotekoje bei FTMC jutubo kanale. Pasak Simono, FTMC dar tik pradeda išnaudoti tokį žanrą, tačiau galima pasidžiaugti, kad šios pokalbių laidos visai neblogai klausomos: štai epizodas su dr. Viliumi Verteliu apie elektromagnetines patrankas užėmė 2-ąją vietą tarp daugiausiai perklausų surinkusių gruodžio mėn. LRT tinklalaidžių; tuo metu epizodas su dr. Mažena Mackoit-Sinkevičiene sausio mėnesį buvo 4-oje vietoje.

 

Pranešime buvo trumpai pristatytos kelios naujovės, susijusios ir su FTMC vidine komunikacija, kuria užsiima dr. Karolina Maleckaitė-Mačiulė: kiekvieną pirmadienį kolegos elektroniniu paštu gauna išsamų Naujienlaiškį, motyvuojami FTMC mokslininkai, kurie bendradarbiautų su formaliojo ir neformaliojo švietimo organizacijomis, vyksta apklausa dėl podoktorantūros stažuočių ir t. t.

 

 

 

Branduolinių tyrimų skyriaus mokslininkė dr. Rita Plukienė skaitė pranešimą „Branduolinio reaktoriaus eksploatacinių parametrų atstatymas pagal charakteringus radionuklidų aktyvumų santykius („pirštų atspaudus“) radiaoktyviosiose atliekose“.

 

Fizikė tyrė radiologinę situaciją buvusioje Sovietų Sąjungos karinėje bazėje Estijoje, netoli Paldiskio miesto. Ten buvo įrengtas sovietinio branduolinio laivo sausumos treniruoklis su veikiančiais branduoliniais reaktoriais. 1994 m. branduolinis kuras iš jų buvo išvežtas į Rusiją, reaktoriai uždaryti ir padengti gelžbetoniniai sarkofagais, o karinė bazė 1995 m. perduota Estijai.

 

R. Plukienės ir kolegų užduotis buvo atlikti radiologinį charakterizavimą (radioaktyvių dalelių koncentracijos stebėjimą) bazės pagrindiniame technologiniame pastate, sarkofaguose ir tos bazės teritorijoje. Projektas buvo skirtas Paldiskio bazės galutinio sutvarkymo 2039 m. pasiruošimui perkeliant visas radioaktyvias atliekas į paviršinį ir vidutinio gylio atliekyną.

 

Pasak mokslininkės, tai buvo didelės apimties sudėtingas projektas; turima informacija apie reaktorius ir naudotą branduolinį kurą buvo labai ribota, taip pat nebuvo gerai žinoma eksploatavimo istorija. Tad reikėjo ieškoti patikimų eksperimentinių ir teorinių sprendimų. Ir čia pravertė vadinamieji radionuklidų „pirštų atspaudai“.

 

„Tai yra charakteringų radionuklidų santykiai, kurie išsilaiko, net kai tie radionuklidai patenka į kitą aplinką negu kur buvo sukurti. Pavyzdžiui, radionuklidai buvo sukurti branduoliniame reaktoriuje ir paskui pateko į aplinką, nusėdo ant kitų detalių. Jų santykiai išsilaiko – galim atsekti, kaip jie buvo sukurti, kokios buvo reaktoriaus savybės, koks kuras, konstrukcinės medžiagos... Daug ką galime atsekti.

 

Kas buvo mūsų praktinė patirtis, know-how – objekte, kuriame buvo atlikti tyrimai, buvo dvejopa tarša – tiek reaktorinė, tiek kitokia, atėjusi su medicininiais šaltiniais, visai kitokio pobūdžio. Jeigu neturėtume „pirštų atspaudų“ , tos taršos negalėtume atskirti, o jis mums tai leidžia padaryti“, – pasakoja Rita.

 

Anot fizikės, kūrybingai pritaikius įgytas fundamentines žinias, galima spręsti problemas, susijusias su branduolinių reaktorių nutraukimo procesais. Taip pat –  nustatyti nuskendusių sovietinių povandenini laivų branduolinę taršą.

 

 

 

Konferenciją tęsė dr. Galina Lujanienė iš Aplinkotyros skyriaus. Jos tema – „Nanotechnologijomis grįstų aplinkai palankių sorbentų plėtra organiniams ir neorganiniams teršalams šalinti“.

 

Mokslininkės tyrimai susiję su natūralių medžiagų – molių ir molio mineralų panaudojimu siekiant mažinti taršą vandens telkiniuose. Šios medžiagų pagrindu laboratorijoje buvo gaminami adsorbentai – „sugėrikliai“, skysčiai sugeriantys pavojingas medžiagas. Tokie adsorbentai būtų ekologiški ir nekenksmingi aplinkai.

 

G. Lujanienė ir dr. Ramanas Novikau šia tema parašė mokslinį straipsnį, kuris sulaukė didelio pripažinimo – pateko į 1 proc. gausiausiai pasaulyje 2023 m. cituotų publikacijų (angl. Documents in Top 1%) sąrašą aplinkos ir ekologijos srityje. Išsamiau apie tai skaitykite čia.

 

Aplinkotyros skyriaus mokslininkai išbandė skirtingų pavojingų medžiagų adsorbciją ant molių ir molio mineralų: eksperimentai atlikti su sunkiaisiais metalais, radionuklidais (ypač radioaktyvaus cezio dalelėmis, išplitusiomis į aplinką po Černobylio ir Fukušimos avarijų), įvairūs organiniai teršalai.

 

„Tam, kad būtų pagerintas adsorbcijos efektyvumas, molio mineralai buvo įvairiai modifikuojami. Patys sintetinome įvairius kompozitus. Atlikta išsami apžvalga yra publikuota ir gerai cituojama, tai rodo didelį susidomėjimą šia tema. Mūsų tyrimas atskleidė, kad tai gali būti sėkmingai naudojama taršos prevencijai, tačiau molio mineralai – sudėtingos medžiagos, priklausomai nuo vietovės jų cheminė sudėtis ir savybės gali skirtis“, – pastebi Galina.

 

Aplinkotyros skyriaus tyrėjai ir toliau ketina vystyti aplinkai draugiškus adsorbentus natūralių medžiagų pagrindu.

 

 

 

Branduolinių tyrimų skyriaus mokslininkė dr. Rūta Barisevičiūtė pristatė pranešimą „Radioanglies bei stabilių C, N, S izotopų pasiskirstymas eutrofinio ežero žuvų populiacijose“.

 

Rūta tyrė Vilniuje esančio Tapelių ežero žuvis ir procesus, lemiančius minėtųjų dalelių pasiskirstymą. Dėl tam tikrų savybių, radioaktyvi anglis ir anglies, azoto bei sieros izotopai (cheminių elementų atmainos) mokslininkams pasitarnauja kaip radioaktyvūs „laikmačiai“, leidžiantys nustatyti medžiagų amžių bei kitiems tyrimams.

 

Pranešėja pasakojo, kad, kalbant apie tokias daleles, Tapelių ežerui didelės įtakos darė hidrologiniai (vandens) bei klimato pokyčiai.

 

„Gamtoje egzistuoja tam tikri radioanglies pasiskirstymai, kurie Tapelių ežere staiga pasikeitė: XX a. pradžioje buvo iškastas kanalas, per kurį ežeras gavo papildomo vandens iš aplinkinių pelkių. Pelkėse yra daug senos anglies, kurioje maža radioanglies koncentracija, tad šia prasme įvyko nuskurdinimas. Paskui tas kanalas buvo uždarytas, ir vėl pamažu sistema grįžo į pusiausvyrą.

 

Bet tuo laiku, 7-ajame dešimtmetyje, pasaulyje buvo branduolinių bombų bandymų pikas. Nuo 1965 m. atmosferoje staiga dvigubai išaugo radioanglies ¹⁴Ckoncentracija“, – pasakojo R. Barisevičiūtė.

 

Ji tęsė, kad bet koks išorinis pokytis (klimatas, hidrologija, žemės ūkis) – daro tam įtaką, ežere gali pasikeisti visas anglies ciklas. Pasak mokslininkės, tokie tyrimai itin naudingi siekiant suprasti, kaip kokie pokyčiai vyksta vandens telkiniuose, kada tiksliai jie nutikdavo, ir t. t.

 

 

 

Toliau konferencijoje kalbėjo Katalizės skyriaus vadovė, chemikė dr. Loreta Tamašauskaitė-Tamašiūnaitė. Jos tema – „Azotu legiruotos biomasės anglis kataliziniams taikymams“.

 

Kalbant paprastai, legiravimas – tai procesas, kai į vieną cheminę medžiagą pridedama tam tikrų junginių ar atomų, siekiant pagerinti tos medžiagos struktūrą ir savybes. O katalizė chemijoje yra metodai, kaip paspartinti (arba sulėtinti, jei reikia) chemines reakcijas sutaupant energijos. Tokios medžiagos, kurios padeda tai padaryti, vadinamos katalizinėmis.

 

Pranešėja pasakojo, jog viena iš Katalizės skyriaus mokslinių krypčių – būtent katalizinių medžiagų kūrimas kuro elementams, vandenilio gamybai bei kitiems aktualiems poreikiams.

 

Kuro elementai – daug žadantys elektrocheminiai įrenginiai, kurie cheminę energiją (gaunamą iš kuro, dažniausiai – vandenilio) tiesiogiai paverčia į elektros energiją, neįvykstant degimo procesui. Tai šiek tiek primena bateriją, tačiau kuro elemento nereikia įkrauti – kol vyksta cheminė reakcija (ir elementas būna papildytas kuro), tol elektra gaminama. Galutinis kuro elemento produktas yra vanduo, tad tai – ekologiškas energijos šaltinis.

 

Tačiau kol kas tai yra ir labai brangus metodas – nes tam reikia retųjų metalų (kaip, pavyzdžiui, elektrodų katalizatoriams naudojamos platinos), būtina įvairi brangi įranga.

 

Tad vienas iš mokslininkų tikslų – sukurti efektyvias technologijas, leidžiančias išgauti pigesnes, bet veikiančias, medžiagas kuro elementų elektrodams (specialiai pritaikytoms medžiagoms (dažniausiai tai būna metalai), kurios perduoda elektronus).

 

„Šiandien intensyviai kuriami nemetaliniai katalizatoriai – anglinės medžiagos, pagamintos iš įvairių biomasės atliekų. Kad gautum tokią medžiagą, iš pradžių atliekos apdorojamos, gauta anglis termochemiškai aktyvuojama, ir tada modifikuojamas paviršius, – sakė chemikė, pademonstruodama įvairias tam skirtas medžiagas, kurias jau pavyko sukurti. – Šios medžiagos yra perspektyvios, ypač pakeičiant brangius platinos katalizatorius atsinaujinančios energetikos technologijose.“

 

 

 

Toliau apie atsinaujinančią energetiką kalbėjo Cheminės inžinerijos ir technologijų skyriaus vadovas dr. Linas Vilčiauskas. Pranešime „Baterijų moksliniai tyrimai FTMC – praeitis, dabartis, ateitis“ jis pristatė per pastaruosius 5 metus atliktus darbus bei planus.

 

Tačiau iš pradžių chemikas papasakojo keletą įdomių istorijų, susijusių su pirmaisiais baterijų eksperimentais bei XVIII a. gyvenusiu JAV politiku, mokslininku, išradėju Benjaminu Franklinu. Pasirodo, besidomėdamas šia tema, jis perskaitė LDK bajoro, inžinieriaus, išradėjo Kazimiero Semenavičiaus (Simonavičiaus) traktatą „Didysis artilerijos menas“, kuriame buvo pavartotas žodis „baterija“. B. Franklinui šis terminas labai patiko ir savo ruožtu jis jį išplatino JAV, o galiausiai – visame pasaulyje. Štai toks savotiškas lietuviškas indėlis!

 

Kalbėdamas apie šiandieną, L. Vilčiauskas teigė, kad jo komanda daugiausia dirba ties elektrocheminės energijos konversija, t. y. jau ne kartą konferencijoje minėtais metodais, kaip cheminę energiją paversti elektra ir kurti geresnes baterijas bei kuro elementus. Siekiama, kad šias technologijas būtų galima panaudoti nuo mikroskalės iki didžiulių mastų elektros infrastruktūroje.

 

Chemikas primena, kad įprasta ličio jonų baterija susideda iš dviejų elektrodų (teigiamo ir neigiamo) ir tirpalo, kuriame yra elektrolitų. Baterijoje juda elektronai ir ličio jonai, gaminama 4 V galia.

 

„Tai yra technologija, pakeitusi pasaulį. Tačiau dabar dirbame vadinamojoje „post-ličio jonų“ (post Li-ion) srityje. Ieškome būdų, kaip šias baterijas pakeisti. Didžiausias dėmesys skiriamas vandeninėms natrio jonų baterijoms, siekiame jas kurti prieinamas, pigias ir veiksmingas“, – sakė FTMC mokslininkas.

 

Pagrindiniai pasiekimai, kuriuos jo komandai pavyko pasiekti nuo 2018 m. yra šie: praktiškai nuo nulio įsteigtas naujas baterijų mokslinių tyrimų kompetencijų centras („viską pradėjome nuo vieno stalo ir tuščios laboratorijos“, – šypsodamasis prisiminė L. Vilčiauskas); 7 mokslininkų ir 4 doktorantų komanda (kurią papildo apie 10 bakalauro studentų); įgyta praktinė patirtis (know-how), laboratorijos, įranga ir t. t.; parašyta daugiau nei 20 mokslinių straipsnių, gautas 1 patentas; kuriamos ir tobulinamos natrio, cinko bei ličio jonų baterijos, kurių tyrimai ir toliau bus vystomi.

 

 

 

Fizikinių technologijų skyriaus Laiko ir dažnio etalono laboratorijos vadovas dr. Rimantas Miškinis kalbėjo tema „Laiko ir dažnio metrologijos aktualijos“. Metrologija yra mokslas apie matavimą, tad, šiuo atveju, matuojami laikas ir dažnis (fizikinis dydis, kuris nurodo, kiek kartų tam tikras reiškinys pasikartoja per tam tikrą laiko tarpą). Esate girdėję apie tiksliausią pasaulyje atominį laikrodį? Tai štai, šios laboratorijos mokslininkai prisideda apskaičiuojant pasaulio laiką nanosekundžių (milijardinės sekundės dalies) tikslumu.

 

Tai reikalinga įvairioms sritims. Kaip portalui „Delfi“ yra sakęs R. Miškinis, visos navigacinės sistemos veikia atominio laikrodžio principu. Ir ne tik: „Praktiškai šie duomenys naudojami elektroninėje laiko žymoje, kuri dedama į elektroninį parašą, Sodros sistemose, bankiniuose procesuose, telekomunikacijų bendrovių apskaitoje.“

 

Pranešėjas pristatė keletą pagrindinių aktualijų. Pirmiausia, buvo paminėtas 2023 m. vykęs Laiko ir dažnio etalono perkėlimas iš Lukiškių aikštės į Saulėtekio alėją Vilniuje. Ant senosios laboratorijos stogo buvo įtaisyta antenų sistema, priimanti palydovinį laiką, kuri dabar – dar modernesnė. Taip pat įrengti du atominiai laikrodžiai.

 

„Perkeliant visą laboratoriją teko daryti du žingsnius. Negalėjome išjungti senosios Lukiškių g. veikusios laboratorijos, kadangi Lietuva būtų praradusi metrologinę laiko sietį, kuri reikalinga Laiko žymos teikimo tarnybai, telefoninių pokalbių apskaitai, telekomunikacijos operatorių sistemos sinchronizavimui ir t. t.“ – kalbėjo R. Miškinis. Tad komandai teko iš pradžių perkelti vieną atominį laikrodį, įrengti naują palydovinio laiko priėmimo sistemą, ją kalibruoti. Kai viskas buvo atlikta, tuomet atlikti likę sistemos perkėlimo darbai.

 

Kita aktualija susijusi su šviesolaidinio laiko (angl. Fiber Time) diegimu ir plėtra visoje Europoje. To reikia, kad būtų užtikrintas žymiai tikslesnis ir patikimesnis laiko palyginimas tarp skirtingų metrologijos laboratorijų. Dabar toks palyginimas vyksta per palydovus – kiekviena laboratorija nustatytu laiku priima signalus iš palydovų ir palygina su savo laikrodžiais, paskui duomenis siunčia Paryžiuje veikiančiam Tarptautiniam svorių ir matų biuro Laiko skyriui, kuris turi patvirtinti rezultatus. Tokia procedūra užtrunka ir nėra patogi.

 

„Žymiai paprasčiau tai daryti betarpiškai, per šviesolaidžius. Kelios laboratorijos sujungiamos šviesolaidiniu ryšiu, vyksta greiti signalų perdavimai“, – pasakojo mokslininkas. Tokį projektą FTMC vykdo su partneriais iš Lenkijos, Varšuvos nacionalinio metrologijos instituto, signalai perduodami lietuvių LITNET ir lenkų PIONIER šviesolaidžiais. Tokie laiko matavimai atliekami kas 5 sekundes.

 

Pasak R. Miškinio, tai yra didesnio, europinio, projekto dalis. CERN planuoja daugelį Europos metrologijos laboratorijų sujungti į vieną tinklą ir sukurti sistemą, reikalingą CERN‘o bei nacionaliniams tyrimams.

 

 

 

Molekulinių darinių fizikos skyriaus vadovas prof. habil. dr. Vidmantas Gulbinas pristatė naujoves, susijusias su organiniais saulės elementais. Tikimasi, kad jie galbūt galėtų pakeisti šiuo metu įprastus silicio saulės elementus. Organiniai (sudaryti iš įvairių molekulių) elementų privalumai – jie lankstesni ir paprastesni gaminti. Trūkumai – mažesnis našumas ir stabilumas, kas iki šiol trukdo juos patogiai naudoti praktikoje.

 

Vis dėlto, pasak V. Gulbino, po beveik dešimtmetį trukusio vystymosi sąstingio, apie 2020 m. pasaulyje pasiektas proveržis: organinių saulės elementų našumas šoktelėjo rekordiškai beveik iki 20 proc. Tai lėmė fulereno (anglies atomų molekulės, C₆₀) akceptoriaus (medžiagos, kuri priima elektronus) pakeitimas organinėmis molekulėmis.

 

„Pagrindinis privalumas yra tas, kad gerokai daugiau sugeriama saulės šviesos, kuri paverčiama į elektros energiją, ir štai tokio saulės elemento našumas pakilo pusantro karto“, – pasakojo fizikas.

 

Tuomet kilo naujų klausimų, kiek šią technologiją įmanoma tobulinti. FTMC mokslininkas pristatė savo komandos eksperimentus, susijusius su elektronų spartesne pernaša saulės elemente ir kitomis reikšmingomis savybėmis.

 

V. Gulbinas savo pranešimą apibendrino teigdamas, jog organiniai saulės elementai vis dar susiduria su iššūkiais: nestabilumu, „kaprizinga“ gamyba, negalima naudoti vadinamojo vakuuminio nusodinimo (metodo, kurį plačiai naudoja saulės elementų gamintojai). Taip pat ir kaina: šiandien sicilio saulės elementai yra palyginus pigūs, tad organikai šioje srityje pranokti „konkurentą“ gali būti sunku.

 

 

 

Priešpaskutinis pirmąją konferencijos dieną kalbėjo Organinės chemijos skyriaus atstovas dr. Martynas Talaikis. Jo pranešimas – „Paviršiaus sustiprinta infraraudonoji spektroskopija (SEIRAS) ir jos taikymas biomolekulių tyrimams elektrocheminėje fazių riboje“.

 

„SEIRAS pasaulyje vystomas jau daugiau nei 40 metų, bet jis nėra plačiai taikomas, nes yra kito, geriau žinomo, metodo – paviršiaus sustiprintos Ramano spektroskopijos (SERS) – šešėlyje. Na, o mūsų Centre šis metodas taikomas antrus–trečius metus, ir šiemet turėjome vieną apgintą su tuo susijusią disertaciją“, – sakė Martynas.

 

SEIRAS yra analitinės chemijos metodas, kuris mokslininkams labai mažu masteliu padeda pamatyti, kaip molekulės elgiasi medžiagų paviršiuje. Tam panaudojami infraraudonųjų spindulių (IR) šviesos signalai. Šis metodas naudoja metalines nanostruktūras (kažką panašaus į mažą metalo tinklelį), kurios padeda sustiprinti IR. Vaizdžiai kalbant, tai tartum didžiulis mikrofonas, leidžiantis aiškiai išgirsti labai tylų, plika ausimi šiaip jau negirdimą, garsą.

 

SEIRAS gali praversti įvairiose mokslo srityse, įskaitant chemiją, medžiagotyrą ir biochemiją.

 

Eksperimentai atliekami taip: pirmiausia, IR šviesa pereina per silicio kristalą ir pasiekia tirpiklį, iš ten grįžta į detektorių. Antroje stadijoje įvedamos ir molekulės, kurios įsitvirtina ant paviršiaus, priima IR spindulius ir todėl pradeda virpėti – „teikdamos“ naudingos informacijos mokslininkams.

 

M. Talaikis pristatė keletą FTMC atliktų tyrimų, leidžiančių labiau perprasti SEIRAS galimybes.

 

„SERS metodas yra klasika, tačiau infraraudonoji spektroskopija yra daug jautresnė negu Ramano. Todėl 10–500 kartų spindulių sustiprinimas duoda didesnės naudos“, – teigia chemikas.

 

 

 

Trečiadienio renginį užbaigė Nanoinžinerijos skyriaus mokslininkas dr. Vytautas Cėpla, papasakojęs apie biofunkcinių hidrogelių sintezę ir tyrimus.

 

Hidrogeliai – tai medžiagos, polimerai, savyje turintys daug vandens ir stengiantys atkartoti natūralioje gamtoje sutinkamas medžiagas. Jie labai elastingi, sugeriantys vandenį, biologiškai suderinami, tad gali būti naudojami medicinoje, kosmetikoje ir kt.

 

„Mūsų mokslinis taikinys – tarpląstelinis užpildas (arba tarpląstelinė matrica, angl. the extracellular matrix, ECM); paprastai aiškinant, jeigu paimtume žmogaus audinį ir išimtume visas ląsteles, tai viskas, kas liktų, būtų tas užpildas tarp ląstelių.

 

Jis yra labai kompleksiškas, sudarytas iš įvairių baltymų, tartum didelė „sriuba“, kuri geba save organizuoti, kuri veikia ląsteles ir pačią matricą. Ląstelės taip moka tvarkyti ECM, kad jis tampa universalia statybine medžiaga mūsų organizme ir gamtoje“, – pranešimą pradėjo Vytautas.

 

Savo tyrimams jo komanda pasirinko peptidus – cheminius junginius, kurie svarbūs biologiniuose procesuose, ląstelių augime, medžiagų apykaitoje ir t. t. Kas čia svarbu, peptiduose yra daug kalogeno – baltymo, sudarančio didžiausią tarpląstelinio užpildo dalį.

 

„Ši sintetinė chemija mums leidžia formuoti įvairias struktūras ir prognozuoti, keisti cheminių junginių seką“, – pridūrė V. Cėpla. Pasaulyje jau sukurti peptidiniai implantai kaip alternatyva žmogaus donoro ragenos persodinimui. Tuo metu Vytauto komanda nusprendė kiek pakeisti šį metodą ir susintetinti (pagaminti) peptidus, kurie buvo skirti formuoti pradžioje minėtuosius hidrogelius, galinčius būti sintetiniais ECM modeliais.

 

Pagamintus hidrogelius FTMC mokslininkai išbandė su ląstelėmis. Rezultatas – ši priemonė paspartino ląstelių jungimąsi ir audinio augimą, o tai gali būti labai praktiška nauda.

 

„Mes dar daug ko nesuprantame peptidų formavimesi, ir tai mums duoda akstiną dirbti šioje srityje ir taikyti naujus atradimus“, – užbaigė savo pranešimą V. Cėpla.