Mokslas

Projekto Nr. 01.2.2-LMT-K-718-01-0003

Projekto pavadinimas: Skaidrių medžiagų pramoninių lazerinių apdirbimo technologijų vystymas (SKAILAZ)

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2018-01-02 iki 2021-12-31

Projekto mokslinio tyrimo vadovas: dr. Paulius Gečys

 

Projekto tikslas - sukurti lanksčias skaidrių medžiagų apdirbimo technologijas apjungiant precizinį apdirbimą ir dideles spartas.

Plečiantis plokščiųjų ekranų, fotonikos, mikro-fluidikos, optoelektronikos bei optikos rinkoms atsiranda didelis skaidrių medžiagų apdirbimo technologijų poreikis pasauliniu mastu. Apdirbimo kokybės reikalavimai taip pat smarkiai auga. Reikalingi apdirbimo procesai, užtikrinantys precizinę apdirbimo kokybę bei didelę spartą. Paprastai nanosekundiniai lazerio impulsai užtikrina didelę apdirbimo spartą, tuo tarpu precizinis apdirbimas yra lėtas ir reikalaujantis pikosekundinių impulsų. Tokiu atveju vienos impulso trukmės apdirbimas negali užtikrinti ir aukštos spartos, ir kokybės. Todėl šio projekto metu mes naudosime unikalų hibridinį nanosekundinį - pikosekundinį lazerį (gamintojas UAB Ekspla) gebantį greitai keisti impulso trukmę. Todėl šio projekto tikslas yra sukurti lanksčias skaidrių medžiagų apdirbimo technologijas apjungiant precizinį apdirbimą ir dideles spartas. Tokių technologijų vystymo poreikis yra itin didelis. Mes vystysime keturias skirtingas skaidrių medžiagų apdirbimo technologijas: apdirbimą iš apatinės bandinio pusės (pjovimas, gręžimas, frezavimas), skaidrių medžiagų lazerinį raižymą panaudojant Beselio-Gauso pluoštą bei kelių fokuso židinių optiką, vandeniu asistuotą lazerinę abliaciją bei lazeriu inicijuotą cheminį ėsdinimą. Pagrindiniai projekto rezultatai apims skaidrių medžiagų lazerinių apdirbimo technologijų išvystymą bei komponentų prototipų, skirtų fotonikos pramonei gamybą.

 

Siekiamas rezultatas: stiklo lazerinių apdirbimo technologijų išvystymas iki septinto technologinės parengties lygio (TPL7) bei patentavimas, technologijų viešinimas siekiant realaus komercinio pritaikymo.

 

Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal priemonės Nr. 01.2.2-LMT-K-718 veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.

Projekto Nr. 01.2.2-LMT-K-718-01-0004

Projekto pavadinimas: Lazeriu asistuotas polimerų padengimas metalu elektronikai (LAPOME)

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2018-01-02 iki 2020-12-31

Projekto mokslinio tyrimo vadovas: dr. Gediminas Račiukaitis

 

Projekto tikslas - sukurti ir pademonstruoti unikalią technologiją elektrinio laidumo takelių formavimui ant trimačių polimerinių paviršių, taikant lazerio sukeltą selektyvų cheminį metalų nusodinimą.

Projektu siekiama sukurti ir pademonstruoti unikalią technologiją elektrinio laidumo takelių formavimui ant trimačių polimerinių paviršių, taikant lazerio sukeltą selektyvų cheminį metalų nusodinimą, kuri gali atpiginti prietaisų gamybą, naudojant 2-5 kartus pigesnę žaliavą. Šio metodo koncepcija buvo eksperimentiškai pagrįsta laboratorijoje. Selektyvaus metalizavimo procesą sudaro 3 etapai. 1 - Lazerinis paviršiaus modifikavimas. Sis žingsnis yra skirtas lokaliai paveikti polimero paviršių, kuris tampa jautrus cheminiam aktyvavimui. 2. Cheminis modifikuotų vietų aktyvavimas tirpaluose. 3. Cheminis besrovis metalo nusodinimas katalizės būdu ant chemiškai aktyvuoto paviršiaus. Siekiant pritaikyti metodą elektronikos laidumo takelių formavimui bus atlikti selektyvaus metalizavimo eksperimentai su įvairiomis polimerinėmis medžiagomis tinkamomis elektronikos produktų gamybai liejimo būdu. Taip pat bus atliekamos proceso spartos ir kokybės optimizavimas tam, kad metodas galėtų būti komerciškai patrauklus. Kadangi lazerinė įranga yra brangi, todėl proceso spartą labiausiai priklauso nuo lazerinio apdirbimo etapo. Tam kad būtų optimizuotas lazerinis procesas bus atliekami selektyvaus metalo nusodinimo tyrimai, naudojant didelio impulsų pasikartojimo dažnio pikosekundinį lazerį. Cheminių tirpalų stabilizavimo tyrimai bus vykdomi, norint panaudoti variavimo tirpalą nepertraukiamu būdu ir regeneruoti. Receptūra planuojama patentuoti. Taikomieji cheminio nusodinimo tyrimai bus atliekami, siekiant suformuoti daugiasluoksnę metalinę dangą, saugančia varinį laidumo takelį nuo oksidacijos. Kadangi procesas yra skirtas elektronikai ant 3D paviršių, todėl bus konstruojamas 3D spartaus lazerinio apdirbimo stendas, bei vykdomi selektyvaus metalizavimo eksperimentai naudojant jį. Galiausiai bus sukurtas prietaiso, turinčio integruotą elektroniką ant 3D polimerinio paviršiaus, prototipas naudojant naują laidumo takelių formavimo technologiją.

 

Siekiamas rezultatas: trys straipsniai, dvi patentinės paraiškos ir 3D integruotos elektronikos demonstratorius, parodantis sukurtos ir patentuotos SSAIL technologijos galimybes.

 

Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal priemonės Nr. 01.2.2-LMT-K-718 veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2017-12-20 iki 2021-06-19

Projekto mokslinio tyrimo vadovas: dr. Irmantas Kašalynas

 

Projekto tikslas - kurti kompaktiškus THz dažnio emiterius pritaikant plazmonų fiziką bei gardelės atomų virpesių (fononų) sąveikos su plazmonais ypatumus. Projekto metu siekiama, kad plazmoniniai THz emiteriai taptų konkurencingi šiuo metu rinkoje dominuojantiems elektroninio tipo THz šaltiniams, veikiantiems kambario temperatūroje. Projekto metu vykdoma MTEP veikla gerinant elektriškai valdomų 2DE plazmoninių emiterių darbą (elektrinių kontaktų tobulinimas, naujo dizano ir kokybės užtūros elektrodų kūrimas); didinama išvedamos plazmoninės THz spinduliuotės galia ir gerinamos spektrinės charakteristkos dėka optimizuotų plazmonų-fononų sąveikos mechanizmų bei sumažinto šalutinių emisijos kanalų efektyvumo.
FTMC Terahercinės fotonikos laboratorija (TFL) yra nekoherentinių THz detektorių bei THz fotonikos komponentų mokslinių tyrimų ir eksperimentrinės plėtros lyderė Lietuvoje ir visame pasaulyje. TFL sukurti THz detektoriai ir difrakcinė THz optika bei inicijuotos spektroskopinio THz vaizdinimo metodikos sparčiai skinasi kelią į praktinius taikymus medicinoje, medžiagų diagnostikoje bei saugumo srityse. Tobulėjant THz komponentams gausėja tyrimų sričių, kur gali būti naudojamos THz technologijos, tačiau jų plėtrą stabdo iki šiol didelė nekoherentinių THz šaltinių kaina, dydis, maži THz galingumai, naudojamų technologijų ribotumas gaminti didelio skaičiaus THz šaltinių masyvus.

 

Siekiamas rezultatas: įgyvendinus projektą ir įvykdžius numatytus aukštos vertės mokslinius tyrimus, pasiektus rezultatus numatoma skelbti tarptautinėse konferencijose, mokslo straipsniuose (6) bei registruoti patentines paraiškas (3). Projektas taip pat paskatins mokslinės informacijos mainus ir tampresnį bendradarbiavimą tarp Lietuvos ir ES bei viso pasaulio mokslininkų, ir kad plazmoniniai THz emiteriai taptų konkurencingi šiuo metu rinkoje dominuojantiems elektroninio tipo THz šaltiniams, veikiantiems kambario temperatūroje.

 

Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal priemonės Nr. 01.2.2-LMT-K-718 veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.

Projekto Nr. 01.2.2-LMT-K-718-01-0050

Projekto pavadinimas: Fotoaktyvių sluoksnių ir darinių kūrimas ir tyrimas fotovoltaikai

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2017-12-20 iki 2022-06-19

Projekto mokslinio tyrimo vadovas: prof., habil.dr. Steponas Ašmontas

 

Projekto tikslas - susintetinti fotoaktyvius organinius-neorganinius perovskitų sluoksnius ir sukurti organinių-neorganinių perovskitų/silicio tandeminius saulės elementus, turinčius didelį konversijos efektyvumą, kurie vėliau galėtų būti komercinami. Tikslui pasiekti bus sukurtos organinių-neorganinių perovskitų sluoksnių, tinkamų tandeminių saulės elementų gamybai, sintetinimo technologijos. Susintetintų organinių-neorganinių perovskitų sluoksnių struktūros bus tiriamos skenuojančios ir peršvietimo elektroninės mikroskopijos, rentgenospektrinės analizės metodais. Taip pat bus tiriamos jų optinės savybės bei fotosužadintų krūvininkų dinamika foto liuminescencijos ir spektrinės elipsometrijos metodais. Bus sukurti efektyvūs dreifiniai-difuziniai ir hidrodinaminiai algoritmai bei Monte Carlo programos, skirtos fotoelektrovarai ir fotogeneruotų krūvininkų dinamikai perovskitų sluoksniuose ir puslaidininkiniuose dariniuose modeliuoti. Tai leis optimizuoti hibridinio fotovoltinio elemento struktūrą. Remiantis gautais rezultatais, bus kuriami ir tiriami tandeminiai organinių-neorganinių perovskitų/Si saulės elementai, turintys didelį konversijos efektyvumą.

Energetinių išteklių mažėjimas tampa rimtu iššūkiu Europai ir visam pasauliui. Viena perspektyviausių ir labiausiai tausojančių aplinką energijos šaltinių yra elektros energija, gaunama iš saules elementų. Tačiau saulės elementų gaminama elektros energija šiuo metu yra žymiai brangesnė, nei elektros energija, gaminama tradiciniais būdais. Sumažinti fotoelektros kainą galima, sumažinus saulės elementų kainą arba padidinus jų konversijos efektyvumą.

 

Siekiamas rezultatas: optimizuoti hibridinio fotovoltinio elemento struktūrą. Remiantis gautais rezultatais, bus kuriami ir tiriami tandeminiai organinių-neorganinių perovskitų/Si saulės elementai, turintys didelį konversijos efektyvumą.

 

Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal priemonės Nr. 01.2.2-LMT-K-718 veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.

Projekto Nr. 01.2.2-LMT-K-718-01-0063

Projekto pavadinimas: Išmanios membranos elektrocheminiams prietaisams

Projekto vykdymo laikotarpis: nuo 2018-01-02 iki 2021-12-31

Projekto mokslinio tyrimo vadovas: prof., habil. dr. Arūnas Ramanavičius

 

Projekto tikslas - sukurti seriją naujos kartos “išmanių” dalinai pralaidžių membranų, skirtų patobulinti elektrocheminiams įrenginiams (biologiniams jutikliams, elektrolizės bei elektrocheminiams vandens valymo/joninės sudėties keitimo įrenginiams).
“Išmanios membranos elektrocheminiams prietaisams“ projekto metu bus įgyvendinamos šios veiklos: kuriamos kelios serijos skirtingomis savybėmis pasižyminčių membranų/sluoksnių, kurios pasižymės skirtingu pralaidumu anijonams/katijonams ir/arba užtikrins krūvio pernašą tarp skirtingų elektrocheminės sistemos elementų. Šių technologinių problemų sprendimui bus taikomos kompozitinės struktūros sudarytos iš polimerinio nešėjo pagrindo (pvz. celiuliozės ir/arba kt.) įvairiai modifikuoti elektrai laidūs polimerai, kurių sintezės ir taikymo, matematinio modeliavimo srityse šiam projektui vykdyti suburtos mokslinės grupės nariai turi gana didelę patirtį. Projekto metu bus sukurtos naujomis technologinėmis, pralaidumo bei elektrocheminėmis savybėmis pasižyminčios membranos, tinkamos tiek elektrocheminių jutikliu ir biologinių jutiklių atrankumo, krūvio pernašos tarp skirtingų elektrocheminės sistemos komponentų efektyvumo padidinimui, tiek elektrocheminių vandens valymo įrenginių efektyvumo padidinimui. „Išmaniose membranose“ panaudojant įvairiai modifikuotų bei skirtingai oksiduotų elektrai laidžių polimerų struktūras (nanodaleles, nanosluoksnius ir kt.), numatoma sukurti tiek katijonams, tiek anijonams nepralaidžias membranas. Naujai kuriamose „išmaniose membranose“ numatoma taikyti polipirolo, polianilino, politiofeno ir kitų elektrai laidžių pi-pi-konjuguotų polimerų darinius į polimerinę grandinę įjungiant ir karbazolo bei kitų lengvai oskiduotis redukuotis galinčių heterociklinių darinių monomerus.

 

Siekiamas rezultatas: įgyvendinus projektą ir įvykdžius numatytus aukštos vertės mokslinius tyrimus, planuojama publikuoti 12 mokslo straipsnių, registruoti 2 patentines paraiškas. Planuojama sukurti elektrochemines technologijas ir technologinius sprendimus, įgalinančius tirti naujai kuriamų dalinai pralaidžių membranų joninio pralaidumo ir skirtingos molekulinės masės junginių pralaidumo savybes. Projekto metu sukurtose „išmaniose membranose“, taikant elektrai laidžius polimerus, numatoma pasiekti svarų technologinį proveržį.

 

Finansavimas
Projektas finansuojamas iš Europos regioninės plėtros fondo lėšų pagal priemonės Nr. 01.2.2-LMT-K-718 veiklą „Aukšto lygio tyrėjų grupių vykdomi moksliniai tyrimai, skirti kurti ūkio sektoriams aktualias MTEP veiklų tematikas atitinkančius rezultatus, kurie vėliau galėtų būti komercinami“.