Dr. Vilius Vertelis iš Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriaus buvo pirmasis pranešėjas. Jis pristatė tema „Skystosios užtūros grafeno lauko tranzistoriaus taikymas SARS-CoV-2 spyglio baltymo detekcijai“.

 

Fizikas priminė, kad prieš keletą metų pasaulį sukrėtusi COVID-19 pandemija nusinešė daugiau nei 7 mln. žmonių gyvybes. Koronavirusas mus užpuola per savo spyglio baltymą, kuris yra labai prisitaikęs prisijungti prie mūsų ląstelių esančių fermentų – tuomet virusas savo į ląstelės vidų įleidžia savo genetinį kodą ir ten „gamina“ savo kopijas. Pandemijos metu spyglio baltymas kelis kartus mutavo, nuo to keitėsi ir vakcinos.

 

Sukurtos ir testavimo priemonės. Kaip pastebi V. Vertelis, vadinamasis PGR tyrimas yra labai jautrus, tačiau užtrunka kelias valandas, tam reikia specialisto, laboratorijos – todėl testo atsakymo kartais tekdavo laukti kelias dienas; tuo metu vaistinėse parduodami greitieji testai patogesni, tačiau nėra tokie tikslūs. Siūloma alternatyva – greiti ir jautrūs biojutikliai, kuriuos FTMC bando kurti ne viena mokslininkų grupė.

 

Štai Vilius su kolegomis užsiima grafeno lauko tranzistoriaus biojutikliu. Pagal idėją, prietaisas turėtų matuoti mėginio elektrinį krūvį, ir iš to nustatyti, ar tai yra koronavirusas, ar kitos molekulės.

 

„Tai yra vadinamųjų trijų terminalų prietaisas. Iš vienos pusės elektros srovė išteka, į kitą suteka. Trečias terminalas yra viduryje, kaip užtvanka, kurios pakeliamas arba nuleidžiamas šliuzas. Tas pakėlimas skirtas reguliuoti įtampai, kiek elektros srovės gali „pratekėti“.

 

Jeigu ant biojutiklio nusodiname elektrinį krūvį turinčias daleles, jos atsineša savo įtampą, kuri prietaise iškart pasikeičia. Ji daugiau arba mažiau „atidaro kanalą“. Mes tyrėme visą įtampų diapazoną ir nustatėme padėtį, kur yra mažiausia srovė, ir kaip ji skiriasi nuo prieš tai atlikto matavimo, kas įvyko pas mus ant grafeno paviršiaus“, – pasakoja fizikas.

 

Jo komanda detektavo Sars-Cov-2 skirtingų atmainų koronaviruso spyglio baltymus. Buvo sukurtas biojutiklio mikroskystinės sitemos prototipas, o grafenas pasižymėjo dideliu jautriu viruso spyglio baltymui ir maža jo aptikimo riba. Tai, anot V. Vertelio, rodo puikų potencialą COVID-19 diagnostikoje.

 

 

 

Dokt. Kamilė Jonynaitė taip pat dirba Funkcinių medžiagų ir elektronikos skyriuje. Kartu su Lietuvos energetikos institutu ji atlieka tyrimus su mikrodumbliais – mikroskopiniais organizmais. Apie tai ji neseniai kalbėjo FTMC tinklalaidėje „Tai ką jūs ten darot?“, kurios galite pasiklausyti ir pasižiūrėti.

 

Savo pranešime „Mikrodumblių apdorojimas taikant impulsinio elektrinio lauko ir plazmos poveikį“ Kamilė pasakojo, kad laboratorijoje šiuos organizmus paveikia plazma, o paskui impulsiniu elektriniu lauku – žaibiškais elektros impulsais. Nustatyta, kad šios dvi priemonės suveikia geriau negu tik viena arba kita, šitaip pagerinama mikrodumblių ląstelių aktyvacija. Kuo jie naudingi atsinaujinančioje energetikoje?

 

„Yra bandymų išskirti iš mikrodumblių įvairius lipidų, kurie gali būti panaudoti biokuro gamybai. Kita vertus, iš mikrodumblių galima kurti ir bioceles, ką mėgina daryti ir mūsų kolegos iš startuolio #hitEnergy. Galima atlikti panašius bandymus, tik ne su mielėmis, o su mikrodumbliais“, – sako K. Jonynaitė.

 

 

 

Trečiasis renginyje kalbėjo Lazerinių technologijų skyriaus fizikas dr. Aleksej Rodin. Šiame skyriuje jis vadovauja Kieto kūno lazerio laboratorijai, tad ir pranešimas pavadintas „Pažangios spinduliuotės šaltinių technologijos tyrinėjamos Kieto kūno lazerių laboratorijoje“.

 

„Nuo pačios lazerinių tyrinėjimų pradžios Lietuvoje atsirado du konkuruojantys, bet kartu ir glaudžiai bendradarbiaujantys centrai. Vienas jų yra Vilniaus universitete, o kitas – Fizikos institute, kuris šiandien tapęs FTMC dalimi. Mes iš vienos pusės esame atsvara VU Lazerinių tyrimų centrui, kita vertus priimame ir gabiausius studentus iš VU, auginame talentus, apmokome juos, o paskui jie dirba pas mus arba aukščiausio lygio didesnėse ar mažesnėse kompanijose.

 

Ieškome vis naujų tematikų, nes verslo kompanijos negali greitai reaguoti į pasaulio poreikius. Lyderiu vis tiek turi būti mokslininkas, o verslas eina paskui. Kažkas turi pramušti tą ledą ir parodyti įdomesnį sprendimą, kuris kainuotų pigiau, būtų gaminti paprasčiau ir galiausiai pralenktų konkurentus užsienyje“, – pastebi A. Rodin.

 

Viena iš naujų nišų – tai NATO-SPS Lietuvos-Ispanijos-Suomijos projektas, skirtas nuotoliniam nuodingų dujų aptikimui. Tam naudojami lazeriniai lokatoriai, vadinami lidarais (angl. Lidar – L(ight) d(etection) a(nd) r(anging)):

 

„Tikslas – kelių šimtų ar kilometro nuotoliu iššauti labai trumpą lazerio impulsą, kuris dujų debesyje išsisklaido ir grįžta atgal į jutiklį. Juo užsiima kolegos iš Suomijos ir Ispanijos, o mūsų dalis – sukurti tam skirtą didelės galios lazerį.

 

Šį metodą pradėjome ne mes pirmi, JAV jis aktyviai vystomas. Visų paslapčių nežinome, bet taip gavosi, kad savo projektus pradėjome beveik lygiagrečiai. Todėl mūsų paraiška NATO būstinėje Briuselyje buvo labai šiltai priimta“, – džiaugiasi specialistas.

 

 

(Dr. Irmantas Kašalynas. Domo Jokubauskio / FTMC nuotrauka)

 

Optoelektronikos skyriaus Terahercinės fotonikos laboratorijos vadovas dr. Irmantas Kašalynas skaitė pranešimą „Naujos puslaidininkinės struktūros elektrooptinei THz bangų moduliacijai“. Iš pradžių jis bendrai pristatė, kokius svarbiausius darbus šios skyriaus kolegos atliko 2023-iaisiais. „Optoelektronikos skyrius veikia jau 23 metus, galėtume daryti atskirą mokslinę konferenciją vien tik aptariant mūsų veiklas“, – juokavo fizikas.

 

Aptartos temos štai tokios (apie visas jas esame populiariai aprašę anksčiau, skaitykite paspaudę nuorodas): patentuotas plačiajuostę aukšto dažnio spinduliuotę generuojantis ar stiprinantis įrenginys, naudojantis puslaidininkines supergardeles; sukurtas naujos kartos hibridinis Fresnelio lęšis; pagamintas naujos kartos šiluminis terahercų šaltinis; sukurtas unikalus metalęšis, ir t. t.

 

Pats I. Kašalynas šiandien tobulina elektrooptinius moduliatorius. „Tai yra prietaisas, kuris keičia terahercų šviesos signalo aplitudę [intensyvumą arba jėgą]. Mūsų stebima medžiaga tampa tamsesnė, arba šviesesnė, priklauso nuo prietaise pridėto elektrinio lauko – o sparta yra momentinė, tai yra labai greitas šviesos valdymo įrenginys, gali būti naudojamas lazeriams.

 

Tokių moduliatorių, skirtų terahercinės šviesos ruožui, yra nedaug, apie juos mažai kalbama. Tad norime tai panaudoti praktiniams taikymams. Kad tai būtų efektyvu, reikia, kad elektromagnetinės bangos fazę [virpėjimo būseną, nustatomą pagal laiką] suktų 180 laipsnių kampu. Mums pavyko pasiekti 20 laipsnių, tad čia yra tik pati pradžia. Bet principą žinome, o teoriniai darbai parodo, kad toks tikslas įmanomas“, – sako Irmantas.

 

 

 

Ar teorinė fizika bei matematika gali būti paaiškinama vaizdžiai ir suprantamai? Tikrai taip! Tą eilinį kartą įrodė prof. habil. dr. Kęstutis Pyragas, pristatydamas temą „Sinchronizacijos reiškiniai didelio masto neuroniniuose tinkluose“. Išsamų interviu apie mokslininko gyvenimą ir garsiąją chaoso teoriją skaitykite čia. O konferencijoje fizikas paaiškino, kaip šių reiškinių suvaldymas ir metodų tobulinimas padeda Parkinsono liga sergantiems pacientams.

 

Sinchronizacija pasireiškia tiek mechanikoje, tiek ir gamtoje. Profesorius salėje iš pradžių skirtingu laiku paleido tiksėti du metronomus – praeis nedaug laiko, ir jie pradės judėti vienodai, sinchroniškai. Pateiktas pavyzdys iš gamtos – jonvabalių sinchronizacija. Kai patinai vilioja savo damas, tūkstančiai jų žybsi kas sau, tačiau laikui bėgant jie ima tai daryti ritmiškai, vienu metu!

 

Sinchronizacija vyksta ir smegenų neuronų sistemose. Tai labai svarbu – neuronai šitaip bendrauja tarpusavyje, vyksta informacijos apdorojimas, judesių valdymas. Tačiau perteklinė neuronų sinchronizacija sukelia Parkinsono ligą. Ką daryti?

 

„Proveržį padarė prancūzų mokslininkas Alimas Benabidas, pradėjęs taikyti aukštadažnę giluminę smegenų stimuliaciją (AD GSS). Anksčiau smegenų sritį, atsakingą už Parkinsono ligą, medikai tiesiog išpjaudavo. Bet Benabidas į smegenis įkišo porą elektrodų, pastimuliavo 100 hercų dažnių ir pamatė, kad staiga nustojo drebėti paciento rankos“, – pasakojo profesorius.

 

Šiuo metu tai yra standartinė operacija pacientams sergantiems Parkinsono liga. Krūtinės srityje (iš išorės) patalpinamas stimuliatorius, sujungtas su įmontuotu aparatu smegenyse (Lietuvoje taip pat atliekamos tokios operacijos).

 

 

 

Vis dėlto, pasak K. Pyrago, tai nėra tobula priemonė, kadangi ilgalaikis AD GSS taikymas žaloja žmogaus smegenų neuroninį audinį. Tad mokslininkas su kolegomis ieško teorinių sprendimų, kaip gerinti šią metodiką. Nuo 2015 m. jis parašė 10 mokslinių straipsnių, kuriuose išvedė daug įvairių tikslių neuroninių populiacijų modelių, sukūrė naujų algoritmų, galimų taikyti aukšto dažnio stimuliacijoje.

 

„Sugalvojome schemą, valdiklį, kaip su grįžtamaisiais ryšiais pasiekti desinchronizaciją su nykstamai maža valdymo jėga, praktiškai neinvaziškai“, – teigė K. Pyragas.

 

Pasak visų laikų labiausiai cituojamo lietuvių mokslininko, toks teorinis modeliavimas tinka tik tam tikro tipo neuronams, tad darbo ateityje – dar daug. Šiuo metu jis turi idėją panaudoti mašininį mokymąsi, kad šis padėtų surasti reikiamas lygtis.  

 

 

 

Toliau dėmesys konferencijoje buvo skirtas Tekstilės technologijų skyriaus mokslininkams, kurie kuria aukščiausio lygio išmaniuosius drabužius, aprangą kariams bei šarvines liemenes. Štai dr. Rimantas Barauskas nuotoliu kalbėjo tema „Tekstilės medžiagų termoreguliacinių savybių įvertinimas panaudojant šilumos ir masės mainų daugiaskalius skaitinius modelius“.

 

Jis pristatė, kaip šio skyriaus darbuotojai tobulina medžiagas dviem tikslais:  Padidinti šarvinių liemenių atsparumą kulkoms, taip pat reguliuoti šilumos mainus išmaniuosiuose drabužiuose, kad žmogui būtų komfortiškiau juos nešioti.

Mokslininkas pademonstravo, kaip yra apskaičiuojamas sluoksnių prašovimas, t. y. kiek giliai kulka įsiskverbia į audinių paketą. Patys naujausi paketai gaminami iš didelės molekulinės masės polietileno, kurį sudaro iki šimto sluoksnių plėvelių.

 

„Mūsų skaitiniai modeliai rodo tikroviškus ir vizualiai įtikinamus rezultatus“, – džiaugiasi profesorius; šie rezultatai vėliau pasitvirtina ir realių eksperimentų metu, kai Tekstilės technologijų skyriaus rūsyje vykdomi šarvinių liemenių bandymai.

 

Kita tema – kaip sureguliuoti šilumą, kad žmogus gerai jaustųsi. „Reikia žinoti, kaip „elgiasi“ žmogaus oda, kiek šilumos ir vandens garų sukelia, kokia yra oro ir vandens garų mainų ventiliacija“ – paaiškina R. Barauskas. Tad panaudojama aktyvią ventiliaciją audinyje, per tekstilės sluoksnį įpučiamas oras, yra sukurti įvairūs modeliai prognozuoti drabužio poveikį kūno mikroklimatui.

 

Anot pranešėjo, šie tyrimai ne tik tampa apčiuopiamais prototipais, bet ir publikuojami aukšto lygio mokslo žurnaluose.

 

 

Dokt. Julija Pupeikė, taip pat dirbanti Tekstilės technologijų skyriuje, pristatė temą „Organinių polimerų taikymas dėvėjimui atsparioms, elektrai laidžioms dangoms“.

 

Pasaulio mokslininkai šiuo metu kuria dėvimąją elektroniką – drabužius, kurių siūlai praleidžia elektros srovę, ir šitaip toji apranga gali pasitarnauti kaip išmanusis prietaisas. Skamba fantastiškai, tačiau problemos gali būti labai buitinės: tokie drabužiai po skalbimų blunka, jiems kenkia trynimas – dėl to silpnėja ir išmaniosios elektrinės savybės.

 

Todėl Julija su kolegomis nutarė sukurti (ir aprašyti) elektrai laidžią tekstilę (kuri yra iš šimtaprocentinės vilnos), apdengtą chemine medžiaga – polimeru PEDOT: PSS ir šitaip padidinti audinio atsparumą. Taip pat išbandyti specialų dažymą bei tekstilės apdorojimą žemo slėgio azoto dujų plazma.

 

Rezultatai parodė, kad tai žymiai pagerino dažiklio įsiskverbimą į vilninį audinį, todėl jis mažiau bluko palyginus su audiniu, kuriam nebuvo atliktas eksperimentas su plazma.

 

Beje, bandiniai po plazminio apdorojimo tapo atsparesni skalbimui – buvo ryškesni. Galų gale, medžiaga pasidarė atsparesnė ir trynimui.

 

Pasak J. Pupeikės, tokie sukurti audiniai gali būti pritaikomi medicinoje, sporte, mados ar gynybos industrijoje. Tai gali tapti energiją kaupiančiais superkondensatoriais, pH, virusų ir gliukozės jutikliais, šildančiais kūną elementais ar net atlikti antimikrobines užduotis: įsivaizduokite drabužius, kurie panaikina auksinį stafilokoką ar E. coli!

 

 

 

FTMC Metinės mokslinės konferencijos tradicinė dalis – atsiminimai apie žymius šalies mokslininkus. Šiemet pagerbtas elektrochemijos pradininkas Lietuvoje prof. Juozas Matulis (1899–1993). Apie jo darbus ir asmenybę papasakojo J. Matulio mokinys habil. dr. Rimantas Ramanauskas.

 

„Kovo 19 d. sukanka 125 metai nuo J. Matulio gimimo. Tai vienas žymiausių Lietuvos chemikų, akademikas, vienas produktyviausių mūsų mokslininkų“ – taip jį apibūdino R. Ramanauskas, kuris paskaičiavo, kad per visą gyvenimą minimas chemikas publikavo 500–600 straipsnių. Jo garbei mūsų Centre įrengta Juozo Matulio auditorija.

Šis mokslininkas daktaro disertaciją atliko Vokietijoje, tarpukariu užsiėmė fizikine chemija, o tyrimai elektrochemijos srityje pradėti 1940 m. 1945 m. J. Matulio iniciatyva įkurtas Chemijos ir cheminės technologijos institutas – šiandien tai yra FTMC dalis. Iš pradžių elektrochemijoje mokslininkas eksperimentavo su durpėmis ir stiklu, paskui atėjo laikas metalų elektrochemijai. Buvo plačios galimybės plačiai taikyti šią sritį pramonėje.

(FTMC nuotrauka)

J. Matulio tyrimai apėmė platų problemų ratą. Jis nagrinėjo visus metalų elektrocheminio nusodinimo aspektus – nuo fundamentalių klausimų iki praktinių uždavinių sprendimo.

„Savąją elektrochemijos mokyklą Juozas Matulis kūrė būdamas jau nejaunas: pirmoji publikacija pasirodė 1952-aisiais, kai jam buvo 53 metai. O maksimalaus produktyvumo lakais jam buvo 74 metai. Žmogus tikrai unikalus – ilgaamžis darbingas, pavyzdys kitiems. Tokia mokykla, sprendžiant iš skaičių, įspūdinga ir sunkiai gali būti pakartota šiais laikais“, – kalbėjo R. Ramanauskas.

(prof. habil. dr. Algirdas Matulis. Domo Jokubauskio / FTMC nuotrauka)

Renginyje apsilankė ir Juozo Matulio sūnus, fizikas teoretikas, prof. habil. dr. Algirdas Matulis, kuris pasidalino keletu prisiminimų apie savo šviesios atminties tėvą ir senelius.

(Prof. habil. dr. Gintaras Valušis. Domo Jokubauskio / FTMC nuotrauka)

Konferenciją baigė metinis FTMC direktoriaus pranešimas. Prof. habil. dr. Gintaras Valušis iš pradžių pasidžiaugė, kad „praėję metai buvo turtingi laureatų“ ir darkart juos pristatė.

Taip pat paminėti kiti ryškiausi mūsų mokslininkų pasiekimai, įvykę nuo 2023-iųjų konferencijos: dr. Arūnas Jagminas pelnė Lietuvos mokslo premiją;

Dr. Agnės Zdaniauskienės daktaro disertacija pripažinta geriausia šalyje („Antri metai iš eilės, kai laimim šį apdovanojimą, pernai nugalėjo dr. Lina Grinevičiūtė“, – priminė G. Valušis). Tuo metu dr. Evelina Dudutienė taip pat pateko tarp geriausių disertacijų autorių;

Mūsų jaunųjų mokslininkų darbai buvo pripažinti ir tarptautiniu lygiu: žurnalas „Polymers“ dr. Simono Ramanavičiaus disertaciją pripažino geriausia 2022 m.;

Darkart pasidžiaugta FTMC doktorantų komandos #hitEnergy laimėjimu renginyje „Life Sciences Baltics 2023“ ir sėkmingu ėjimu į priekį. „Džiugu, kad ši veikla įgauna prasmę“, – sakė Centro direktorius, paminėdamas ir dr. Rasos Pauliukaitės kuriamą gliuteno jutiklį: „Jos veiklos tampa startuolių pagrindu.“

Savo pergalę pernai nuskynė ir dokt. Raimonda Bogužaitė, laimėjusi mokslo populiarinimo konkursą „Tyrėjų grand prix“. Pernai jame triumfavo kita FTMC mokslininkė dr. Karolina Maleckaitė-Mačiulė.

(dr. Audrius Alkauskas ir dr. Svajus Asadauskas. FTMC nuotraukos)

Prisimintos ir skaudžios netektys: 2023-aisiais šį pasaulį paliko pasaulinio lygio mokslininkai, kolegos dr. Audrius Alkauskas ir dr. Svajus Asadauskas. „Kai taip atsitinka, supranti, ko netekai. Ir tai yra labai liūdna“, – kalbėjo G. Valušis.

Be įvairios informacijos, susijusios su Centru, profesorius pristatė, kad pernai FTMC paskelbė 263 mokslinius straipsnius, iš jų aukščiausio lygio (vadinamųjų Q1 ir Q2 kvartilių) – 229. Atkreiptas dėmesys į žemą ir nesikeičiantį tarptautinių projektų skaičių: „Tai siunčia rimtą signalą, kad galbūt mūsų ambicija yra per maža. Tokie skaičiai verčia suklusti ir „paspausti akseleratorių“ iki dugno.“

Kitas pateiktas skaičius – labiau optimistinis: pernai apginta rekordiškai daug daktaro disertacijų – 20.

Profesorius ne kartą minėjo, kad  FTMC „reikia ne nuobodaus, bet išskirtinio ir kokybiško mokslo. Ir tai mes galime padaryti“.

(FTMC direktoriaus prof. habil. dr. Gintaro Valušio metinis pranešimas. Domo Jokubauskio / FTMC nuotrauka)

Direktorius pasidalijo JAV vadybos teoretiko, rašyto Peterio Druckerio mintimis, kurios jį patį labai įkvepia. Viena iš citatų: „Pagrindinis ekonomikos išteklius – gamybos priemonės, kalbant ekonomistų terminais, – nebėra nei kapitalas, nei žemė, nei darbo jėga. Tai yra ir bus žinojimas [angl. knowledge].“

„Mes ir esame tie knowledge workers. Mes nesam šaltkalviai, mes nesam kasėjai, mes nesam kelininkai, mes esam „žinojimo darbuotojai“. Mūsų uždavinys yra sukurti vertę – per mokslą, technologijas, inovacijas, ką tik nori. Ar viską darom teisingai? Manau, kad taip. Tik reikia išradingumo, kantrumo ir atkaklumo. Manyčiau, pagrindinė bėda netgi ne tai. Pats didžiausias uždavinys žmogui yra įveikti save. Daug filosofijų ir religijų moko, kaip tą daryti“, – tikino G. Valušis.

FTMC informacija