Mokslas

 

Po grafeno išskyrimo 2004 m. mokslininkų dėmesį patraukė daugybė į grafeną panašių 2D medžiagų. Šios medžiagos gali būti naudojamos įvairiems tikslams, pradedant nuo fotovoltainių saulės elementų ir baigiant dujų jutikliais bei spintroniniais prietaisais. Šis projektas bus skirtas itin plonų 2D Bi sluoksnių auginimui bei jų struktūrinių ir fizikinių savybių analizei. Pagrindinis projekto tikslas bus užauginti geros kokybės didelio ploto itin plonus 2D Bi sluoksnius MBE būdu ir sukurti struktūrinės analizės metodų kombinaciją 2D medžiagų analizei. Šių sluoksnių struktūriniam apibūdinimui bus naudojamos XRD, XPS, SEM, TEM, AFM matavimų metodikos. Tiriamųjų medžiagų struktūrinės charakteristikos bus lyginamos su elektrinių, optinių ir THz matavimų rezultatais. Planuojama, kad šis kompleksinis priėjimas prie tyrimo sudarys pagrindą būsimiems 2D medžiagų MTEP darbams.

 

Finansavimas 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0080) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

 

Projektas skirtas pažangių elektroninės struktūros metodų vystymui ir panaudojimui skaičiuoti taškinių defektų heksagoniniame boro nitride (hBN) spektrinėms charakteristikoms. Projekto metu bus išvystyta liuminescencijos ir absorbcijos linijų polinėse medžiagose skaičiavimo metodologija. Ji bus pritaikyta pagrindiniams kandidatams paaiškinti raudonąją (1.8-2.2 eV) ir ultravioletinę (4.1 eV) liuminescencijos linijas boro nitride. Projekto metu taip pat bus suskaičiuotos sužadinimo energijos naudojant taip vadinamą cRPA (angl. constrained RPA) metodą. Projekto metu gauti rezultatai bus svarbūs sparčiai besivystančioje hBN medžiagotyroje.

 

Finansavimas 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0110) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

Projekto vykdymo metu fluorescencijos gyvavimo trukmės mikroskopijos (FGTM) metode bus pritaikytos plazmoninės-nanofotoninės struktūros siekiant pagerinti FGTM charakteristikas, tokias kaip optinio atsako jautrumas bei siganalo-triukšmo santykis. Šių charakteristikų pagerinimas galimas dėl hibridinių plazmoninių sąveikų su eksitonais susidarančiais fluoroforo molekulėse, tokių būdų mažinant fotobalinimo efektą fluorescuojančiuose baltymuose. Fotobalinimo efektas tiesiogiai veikia fluorescencijos intensyvumą bei fluorescencijos gyvavimo laikus ir tokiu būdu įtakoja FGTM metodo jautrumą. Stipriosios sąveikos tarp plazmoninių nanostruktūrų ir fluorofuoro eksitonų leidžia ženkliai sumažinti fotobalinimo efektą ir jį valdyti keičiant stipriosios sąveikos stiprumą tarp plazmono ir eksitono. Naudojant stipriąją sąveiką tarp plazmonų ir fluoroforo eksitono, fotocheminės reakcijos gali būti modifikuojamos ir valdomos. Stiriosios sąveikos metu energijos mainai tarp plazmono ir eksitono vyksta greičiau (per koherentiškumo laiką) nei sistema patiria nuostolius. Hibridinės plazmonų-eksitonų poliaritoninės būsenos stipriosios sąveikos režime turėtų sumažinti fotobalinimo efektą, kas lemia geresnį FGTM optinio atsako signalo/triukšmo santykį bei neįtakoja fluorescencijos gyvavimo laikų dėl fotobalinimo silpninimo.

 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0132) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

Sparčiau augant mikroelektronikos ir telekomunikacijų industrijai atsiranda vis didesnis inovatyvių mikrooptinių elementų poreikis pasauliniu mastu. Šiuo metu mikrooptiniai elementai gaminami dažniausiai fotolitografijos būdu, kuris yra brangus ir sudėtingas, taip pat tokie elementai dažniausiai gaminami fotopolimero medžiagoje, kuri negali užtikrinti idealių optinių savybių, o taip pat nėra atspari aplinkos poveikiui. Todėl projekto metu naudosime perspektyvią tiesioginio lazerinio rašymo su femtosekundiniu lazeriu technologija mikrooptinių elementų gamybai stikluose (lydytas kvarcas ir kiti stiklai), o šio projekto tikslas yra skaidriųjų terpių lazeriu apdirbimo metodų tyrimas lanksčių savybių tūrinių optinių elementų kūrimui ir savybių tyrimui. Moksliniai tyrimai šioje srityje yra itin reikšmingi. Mes vystysime dviejų skirtingų tipų mikrooptinių elementų gamybos technologijas: tūriniams faziniams difrakciniams elementams, spinduliuotę aštriai fokusuojant į skaidrios terpės tūrį kontroliuojant aberacijas ir paviršiniams optinių elementų prievadams lazeriu asistuotą cheminio ėsdinimo technologiją. Pagrindiniai projekto rezultatai apims mikrooptinių komponentų gamybos lazerinių apdirbimo technologijų išvystymą bei mikrooptinių komponentų skirtų fotonikos pramonei savybių tyrimą.

 

Finansavimas 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0145) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

Šio projekto tikslas ištirti naujus SARS-CoV-2 viruso baltymų detekcijos metodus ir detekcijos duomenų analizės metodus, palyginti jų jautrumą su jau literatūroje aprašytais metodais.Projekto metu tiriamos elektrochemiškai aktyvių polimerų dangų taikymo imuniniuose jutikliuose galimybės, naudojant pažangius tyrimo metodus - EIS ir SECM, kur polimero Cr, Rct pokyčiai bus naudojami kaip analiziniai signalai. Taip pat projekto metu bus gerinama signalo registravimo/vertinimo metodika reikalinga dar spartesnei EIS signalo analizei. Tokiu būdu tikimasi pagerinti SARS-CoV-2 infekcijos nustatymui skirtus imuninius jutiklius. Projektas bus vykdomas keliais etapais: (i) polimerinių dangų elektrocheminė sintezė ir charakterizavimas, (ii) „bioreceptoriaus“ – SARS-CoV-2 baltymų imobilizavimas ir charakterizavimas, (iii) Antigenų (imobilizuotų SARS-CoV-2 baltymų) ir antikūnų prieš SARS-CoV-2 baltymus sąveikos charakterizavimas, (iv) SARS-CoV-2 EIS (FFT-EIS) spektrų analizės optimizavimas. SARS-CoV-2 viruso baltymai yra svarbus rodiklis, nustatant Covid-19 infekciją ir vertinant imuninės sistemos galimybes efektyviai neutralizuoti šį virusą. Imuninio jutiklių metodų patobulinimas SARS-CoV-2 baltymų nustatymui yra svarbus ne tik kaip modelinė sistema, bet ir gali turėti praktinį pritaikymą diagnostikai. Tikimasi, kad naudojant naujos kartos detekcijos ir duomenų analizės metodus bus pagerintas imuninių jutiklių tikslumas, jautrumas ir selektyvumas.

 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0159) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

 

Šis projektas apima sinergijos principu sprendžiamas klimato kaitos ir oro taršos problemas. Klimato kaitą atspindintys šiltnamio efektą sukeliančios dujos (ŠESD) pastaruoju metu nėra laikomos vieninteliu visuotinio atšilimo ir klimato kaitos veiksniu, nes dalis aerozolio dalelių taip pat geba šildyti atmosferą. Tačiau jei ŠESD išmetimo į aplinką kiekis yra reglamentuojamas, o jų atmosferinių procesų tyrimai gerokai pažengę, tai aerozolio dalelių šiluminio poveikio įvertinime stebima viena didžiausių paklaidų, sąlygotų pilnai neištirtų fizikinių – cheminių procesų, nenustatytų šaltinių ir jiems priskiriamų išmetimų į aplinką kiekio. Aerozolio dalelės sudėtyje turinčios rudosios anglies (BrC) ne tik šildo atmosferą, bet tuo pačiu blogina oro kokybę bei neigiamai veikia žmogaus sveikatą. Siekiant sumažinti įtaką klimatui ir pagerinti oro kokybę būtina nustatyti ir kiekybiškai įvertinti aerozolio dalelių šaltinius. Šio tyrimo tikslas identifikuoti pagrindinius BrC šaltinius miesto aplinkoje, įvertinti šiems šaltiniams charakteringus masės sugerties skerspjūvius bei BrC masės sugerties koeficiento dydį šalia pavienių miesto aplinkos šaltinių. Šių tyrimų rezultatai leis įvertinti pavienių šaltinių svarbą miesto oro kokybei, suteiks svarbios informacijos klimato kaitos modeliavimo tobulinimui bei leis tikslinti Europos Žaliojo kurso uždavinius renkantis aplinkai ir žmonių sveikatai neutralius energijos šaltinius.

 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0176) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT).

Ekologiškų šaltinių (saulės, vėjo ir vandens) energijos panaudojimas elektros energijos gavybai iki šiol nėra pakankamas, kad užtikrintų nuolat augantį elektros energijos poreikį. Šiai dienai prioritetinės tematikos yra orientuotos į medžiagų energijai chemiją ir technologijas, daugiausia susijusias su atsinaujinančios ir tvarios energijos generavimu, virsmais bei saugojimu (naujos kartos baterijos, kuro elementai, elektrocheminiai konverteriai, fotoelektrochemija ir elektrokatalizė ir t.t.). Šio projekto tikslas - inovatyvių medžiagų tvariai energetikai paieška, tyrimas ir vystymas. Šiame projekte bus vykdomi fundamentiniai ir taikomieji aukšto lygio MTEP tyrimai, kuriant inovatyvias katodo medžiagas žemos temperatūros kuro elementams ir metalo-oro baterijoms, panaudojant grafitinį anglies nitridą (g-CN) kaip pagrindo nešėją netauriųjų mangano ir kobalto metalų ar jų oksidų nanodalelių nusodinimui bei ištiriant jų elektrokatalizines savybes deguonies redukcijos reakcijai. Šio projekto stažuotoja praplės jau turimas žinias, patobulins kvalifikaciją bei įgis naujų kompetencijų, kuriant efekyvių katalizinių medžiagų sintezės technologijas, charakterizuojant sukurtų medžiagų savybes bei jas integruojant žemos temperatūros kuro element ir metalo-oro baterijų prototipuose. Šių tyrimų finansavimas ES fondų lėšomis ne tik pakels stažuotojos mokslinę kvalifikaciją ir įgūdžius, bet ir suteiks galimybę vykdyti tarpdisciplininius mokslinius tyrimus, skatins mokslinę komunikaciją ir naujų mokslinių ryšių kūrimą bei plėtrą.

 

Projektas bendrai finansuotas iš Europos socialinio fondo lėšų (projekto Nr. 09.3.3-LMT-K-712-23-0188) pagal dotacijos sutartį su Lietuvos mokslo taryba (LMTLT)

Tobulėjant lazerinėms sistemoms, didėja generuojamų impulsų galia bei pasikartojimo dažnis. Didelės pikinės galios impulsams sąveikaujant su medžiaga generuojama jonizuojanti spinduliuotė, kurios dozė gali būti reikšminga radiacinės saugos požiūriu, t.y. daryti neigiamą įtaką darbuotojų sveikatai. Projekte bus siekiama sukurti lazerinio impulso sąveikos su plazma modelį ir atsižvelgiant į plazmos charakteristikas įvertinti jonizuojančios spinduliuotės dozes greta lazerio. Numatyti atlikti ir eksperimentiniai spinduliuotės dozės matavimai, kurie bus palyginti su modelio prognozėmis. Pavykus sukurti validžius modelius dozimetrijos vertinimui, bus išspręsta poveikį darbuotojo sveikatai vertinimo problema, taip pat galės būti pateiktos rekomendacijos, kad apsauga nuo jonizuojančiosios spinduliuotės būtų užtikrinta.

 

Perovskitinės medžiagos teikia daug vilties atverti lanksčių ir efektyvių optoelektroninių prietaisų erą. Per pastaruosius 10 metų sparčiai tobulėjo perovskito pagrindu pagamintos saulės baterijos, šiuo metu tai yra viena populiariausių mokslo sričių. Kitas geras tokių prietaisų pavyzdys yra perovskitų pagrindu veikiantys šviesos diodai (PeLED), kurie tap pat per pastaruosius 5 metus sparčiai tobulėjo. Jei jų plėtra tęsis, PeLED gali padėti pagrindą naujai ekranų technologijai, nes jie pasižymi dideliu spalvų grynumu, plačia spalvų gama ir gali būti pigiai pagaminti naudojantis tirpalų technologijomis. Tačiau dar reikia išspręsti keletą problemų. Norint atkurti pilną spalvų spektrą, reikalingi raudoni, žali ir mėlyni PeLED. Nors šiuo metu efektyvūs raudoni ir žali PeLED yra jau sukurti, mėlynieji PeLED atsilieka. Be to, šių įrenginių stabilumas taip pat yra didžiulis iššūkis. Mes bandysime pašalinti šias kliūtis naudodami naujus, inovatyvius organinius ligandus gaminant perovskitines medžiagas mėlyniems PeLED. Naudodami pažangius optoelektroninius metodus, mes išsamiai ištirsime, kaip kiekvienas organinis ligandas veikia krūvio pernešimo savybes perovskituose, defektų tankį ir liuminescencijos efektyvumą. Vykdydami šį projektą, mes nustatysime, kokios organinio ligando struktūrinės savybės reikalingos, kad perovskitas turėtų palankias krūvio perdavimo savybes. Jei mums pavyks sėkmingai pagaminti mėlyną PeLED pasižymintį aukštu efektyvumu, tai paskatins naujos ekranų technologijos paremtos PeLED komercializavimą.

 

Šio projekto tikslas - sukurti ir ištirti efektyvius plonų sluoksnių elektrodus panaudojant grafenines medžiagas ir pateikti našų grafeno ir jo darinių, tinkamų biojutikliams, sintezės procesą. Grafeno ir grafeninių nanomedžiagų panaudojimas (bio)jutiklių kūrimo technologijose turi puikią perspektyvą dėl jų didelio paviršiaus ploto, elektrinio laidumo, cheminio stabilumo bei gebėjimo jų paviršiuje imobilizuoti daugybę skirtingų biomolekulių. Tačiau pagrindinė problema, kurią reikia išspręsti prieš plačiau taikant šias medžiagas, yra jų gamyba dideliais kiekiais su minimaliais struktūros pažeidimais ir tiksliai apibrėžta paviršiaus chemija. Šiame projekte tyrimai bus vykdomi keliomis kryptimis: i) grafeno oksido sintezė ir redukcija, ii) grafeno nanotaškų sintezė, iii) grafeninių medžiagų funkcionalizavimas ir jų dangų gamyba, iv) grafeninių funkcionalizuotų (bio)jutiklių formavimas bei elektrocheminių parametrų analizė ir optimizavimas. Jutiklių aktyvumas bus tiriamas standartinėms analitėms – askorbatui, dopaminui ir gliukozei. Siekiant padidinti (bio)jutiklių efektyvumą bus ruošiamos nanokopozitinės grafeno oksido/organinių dažų plėvelės. Tikimasi, kad šiame projekte, (bio)jutiklių konstravimui panaudojus naujas grafenines medžiagas, bus pagerintas biojutiklių tikslumas, jautrumas, selektyvumas bei eksploatacijos laikas. Susintetintų grafeninių medžiagų struktūros pokyčiai bus įvertinti, atliekant Rentgeno spindulių difrakcinės analizės, Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopijos, Raman sklaidos spektroskopijos, skenuojančiosios elektroninės mikroskopijos, Rentgeno spindulių fotoelektronų spektroskopijos tyrimus, paviršiaus ploto, dinaminės šviesos sklaidos bei elektrinio laidumo matavimus.

 

Metinė plastiko gamyba pasaulyje išaugo nuo 5 milijonų tonų 1950-aisiais iki 280 milijonų tonų šiandien. Plastikas yra pigi ir ilgaamžė medžiaga, kurią galima panaudoti daugybe įvairių būdų. Tačiau masinė plastiko gamyba, teršimas plastiko atliekomis ir lėtas plastiko irimas gamtoje sukelia neigiamą poveikį aplinkai su ilgai išliekančiomis pasėkmėmis. Mikroplastiko dalelės lengvai pasklinda aplinkoje, gali kaupti ir pernešti pavojingas chemines medžiagas, o pašalinti jas labai sudėtinga, todėl tarša mikroplastiku kelia didelį susirūpinimą. Užterštumas mikroplastiku jūrinėje aplinkoje yra plačiau tyrinėjamas, tačiau mažai yra žinoma apie tokio pobūdžio taršą nuotekų sistemose. Dėl šiuo metu nenustatytų specialių reikalavimų mikroplastiko šalinimui iš nuotekų, labai svarbu atlikti tikslingus, gerai suplanuotus ir kokybės kontroliuojamus mokslinius tyrimus, kad būtų galima nustatyti mikroplastiko šaltinius, identifikuoti jų atsiradimo mechanizmą, pagerinti valymo skirtingais procesais ir jų etapais efektyvumą bei įvertinti galimo mikroplastiko grąžinimo į aplinką iš apdorotų atliekų kiekį. Pagrindinis šio projekto tikslas yra išskirti bei charakterizuoti 1-0.04mm dydžio mikroplastiko daleles iš nuotekų bei dumblo. Taip pat ištirti galimybę jas skaidyti naudojant grafeno oksido pagrindu susintetintas nanomedžiagas. Šio tyrimo metu bus nustatomas mikroplastiko kiekis, spalva, forma, tikslus dalelių dydis bei tipas. Gauti rezultatai pagilintų mikroplastiko taršos problemos suvokimą, pasiūlytų galimus jos sprendimus bei padėtų kuriant naujus metodus šiai taršai mažinti.

 

Išliekančioji (ilgą laiką trunkanti) liuminescencija yra aktuali mokslo tema. Nors jai dėmesio skiriama daug, praktiniam panaudojimui tinkamų (pakankamai ilgai ir ryškiai švytinčių) medžiagų žinoma mažai. Šio projekto metu bus sukurtos naujos ilgo pošvyčio liuminescencinės medžiagos, pasižyminčios intensyvesne emisija ir/ar kitu bangos ilgiu (spalva). Šiam tikslui pasiekti bus ruošiamos serijos Eu2+ legiruotų SrAl4O7 mėginių bei SrAl4O7:Eu2+ mėginių ko-legiruotų skirtingais elementais. Taip pat bus ruošiamos serijos legiruotų SrAl4O7 mėginių, kuriuose pakeista dalis Sr ir/arba Al katijonų. Visi gauti mėginiai bus analizuojami pažangiais spektroskopiniais, struktūriniais bei fotoliuminescencnės analizės metodais.

 

Naujų gamybos procesų, medžiagų ir technologijų kūrimas yra vienas iš prioritetų norint didinti verslo produktyvumą ir sukuriamą pridėtinę vertę. Medžiagos paviršiaus savybių keitimas (paviršiaus funkcinimas) yra nemažo dėmesio iš mokslininkų ir pramonės sulaukianti sritis. Vykdant šios temos tyrimus yra siekiama lėtinti trintį patiriančių detalių dėvėjimąsi, kurti savaime nusivalančius (self-cleaning), korozijai atsparius, ar antibakterinius paviršius, valdyti medžiagos paviršiaus estetines savybes. Šio projekto idėja – paviršiaus vilgumo savybes gerinančių periodinių ir hierarchinių struktūrų gamyba, naudojant lygiagretaus lazerinio apdirbimo metodus, skiriant dėmesį ne tik struktūros savybių tyrimui, bet ir gamybos spartai, kas yra svarbu praktiniam tokių struktūrų taikymui. Tyrime paviršių funkcionalizavimui bus naudojami lygiagretaus apdirbimo lazeriu procesai, tokie kaip apdirbimas fokusuotų lazerio pluoštų masyvu (PLP – parallel laser patterning) ir apdirbimas interferencinės abliacijos metodu (DLIP – direct laser interference patterning). Projektas apims dvi struktūrų formavimo kryptis. Pirmojoje kryptyje, bus tiriamos didelio (5 – 150 mikrometrų) periodo struktūrų, suformuotų naudojant PLP ir DLIP technologijas, kurios potencialiai leistų užtikrinti praktiniams taikymams tinkamas apdirbimo spartas, savybės. Tyrimas bus atliekamas naudojant didelės impulso energijos ultratrumpuosius lazerio impulsus. Antrojoje kryptyje lygiagretaus apdirbimo lazeriu metodas bus taikomas mažo periodo (keli šimtai nanometrų) lazeriu suformuotų savitvarkių darinių (LIPSS) struktūrų gamybai. Paskutinėje tyrimo stadijoje DLIP/PLP ir LIPSS kryptys bus sujungtos, suformuojant hierarchines struktūras, bus tiriama tokių hierarchinių struktūrų komponentų sąveika.

Šiuolaikiniame pasaulyje sparčiai auga poreikis mažinti prietaisus. Mažesnis medžiagų panaudojimas mažina gamybos kaštus, prietaisai tampa lengvesni, paprasčiau transportuojami, patrauklesni pirkėjui. Ne išimtis ir aukštosios technologijos kaip fotonika (kompaktiniai lazeriai, motorizuoti ir automatizuoti teleskopai, ir kt.), mikrofluidika ar mikroelektromechaninės sistemos. Technologiniai apribojimai kyla iš poreikio mažinti prietaisų vidinius komponentus. Viena tokių komponentų kategorija yra skaidrūs optiniai elementai kaip lęšiai ar veidrodžių pagrindai bei konstrukciniai iš stiklo gaminami elementai. Jie įprastai pjaunami iš didesnių stiklo padėklų, o tradiciniais mechaniniais metodais ar labiau paplitusiais lazeriniais metodais (apdirbimas iš apatinės pusės ar trūkių generavimas) tai atlikti sudėtinga, yra geometrijos apribojimų arba neužtikrinama aukšta detalių kokybė. Tiesioginė abliacija lazeriu neturi aukščiau paminėtų apribojimų, bet ženkliai nusileidžia apdirbimo sparta. Tačiau yra pademonstruota, kad padengus medžiagas vandens sluoksniu padidėja medžiagos abliacijos sparta ir kokybė. Deja vandens įtaka abliacijos procesui daugiausia tirta mažo impulsų pasikartojimo dažnio nanosekundiniais lazeriais metaluose ir puslaidininkiuose, o tyrimų su šiuolaikiniais didelės vidutinės galios ir didelio impulsų pasikartojimo dažnio lazeriais publikuota nėra. Papildomai, nėra nuosekliai ištirta lazerio impulsų trukmės įtaka pjaunant medžiagas pro vandens sluoksnį. Projekto metu bus atlikti borosilikatinio stiklo abliacijos ir pjovimo eksperimentai ore ir pro vandens sluoksnį didelės vidutinės galios pikosekundiniu lazeriu, kurio maksimalus impulsų pasikartojimo dažnis yra 1 MHz. Papildomai, bus ištirta lazerinių impulsų trukmės įtaka stiklo pjovimui ore ir pro vandens sluoksnį ns-fs impulsų trukmės ruože. Atliekant tyrimus stažuotojas kels kompetenciją atliekant praktinę mokslinę veiklą ir generuojant mokslinę produkciją.

 

Projekto tikslas - naujų efektyvių medžiagų kūrimas, jų charakterizavimas, elektrokatalizinių savybių tyrimas ir taikymas žemos temperatūros protonų mainų membranos kuro elementuose (PMMKE), siekiant ženkliai atpiginti pastarųjų gamybos kaštus. Siekiant sukurti žemos temperatūros protonų mainų membranos kuro elementų prototipus, bus kuriamos efektyvių anodo/katodo medžiagų gavimo technologijos, panaudojant netauriųjų metalų (pvz., Co, Ni, Fe) 3D erdvinės struktūros kietąsias putas (angl. foam) su itin dideliais santykinio paviršiaus plotais kaip nešėjus įvairių metalų nanodalelių ar jų lydinių imobilizavimui, taikant cheminio bei elektrocheminio metalų nusodinimo metodus.Naujų efektyvių anodo/katodo katalizatorių kompozicijų su itin dideliu santykinio paviršiaus plotu paieška ir taikymu praktiniuose PMMKE, pakeičiant gerai žinomus ir brangius Pt ar jos lydinių katalizatorius netauriaisiais metalais ar sumažinant tauriųjų metalų kiekį katalizatoriuose yra aktuali tyrimo kryptis, siekiant pagerinti ir atpiginti kuro elementus. Moksliniai tyrimai, susiję su alternatyvių elektros energijos šaltinių paieška ir jų efektyvumo nustatymu pastaruoju metu yra intensyviai vykdomi visame pasaulyje. Tokie tyrimai yra svarbūs tiek fundamentiniu požiūriu, siekiant suprasti vykstančių elektrokatalizinių reakcijų mechanizmą, tiek praktiniu. Naujos efektyvios medžiagos leistų padidinti kuro elementų praktinį panaudojimą.

 

Paviršiaus sustiprinta Ramano spektroskopija yra vienas informatyviausių būdų tiek medžiagą sudarančių cheminių ryšių tiek ir medžiagų tarpusavio sąveikos nustatymui. Pasinaudojus šiuo metodu galima tirti ne tik paviršiaus monosluoksnius, tačiau ir labai mažų koncentracijų tirpalus. Tačiau šis metodas turi ir trūkumų, kuriuos mokslininkai stengiasi įveikti. Tai rezultatų atsikartojamumas, paruoštų paviršių švarumas ir stabilumas, pašalinių medžiagų generuojami signalai ar nepageidaujama adsorbcija. Šio projekto rėmuose bus sukurtos hibridinės magneto-plazmoninės nanodalelės, kurios pasižymės plazmoniniu stiprinimo efektu, jas bus galima sukoncentruoti ar išdėstyti ant paviršiaus panaudojus išorinį magnetinį lauką bei jos bus apsaugotos nuo nepageidaujamų medžiagų adsorbcijos. Tikimasi, kad pasiūlytos struktūros leis atlikti tyrimus ypač mažų koncentracijų tirpaluose bei ant nesąveikaujančių paviršių.

 

Pastaraisiais metais atsinaujinanti energetika sulaukia vis didesnės tarptautinės bendruomenės dėmesio, ką įrodo 2015 m. beveik dviejų šimtų valstybių pasirašyta Paryžiaus klimato kaitos sutartis, nurodanti jog šalys imsis veiksmų siekiant padidinti energijos gamybą iš atsinaujinančių šaltinių. Remiantis tarptautinės atsinaujinančios energijos agentūros prognozėmis iki 2030 metų šios šalys padvigubins atsinaujinančios energijos gavybos apimtis dvigubai iki 36 % visos generuojamos energijos, kas lems 1,1 % globalų ekonomikos augimą (apytiksliai sudarys 1,3 trilijono dolerių). Vienas iš "žaliosios" energijos šaltinių tipų energija iš bioatliekų ir organinių medžiagų. Yra žinoma, kad fermentų ir mikroorganizmų pagrindu sukurtos bioelektrinės sistemos ir jų komponentai yra būtini šios energijos gavybai. Tačiau siekiant pakankamo tokių įrenginių efektyvumo reikia išspręsti nemažai technologinių iššūkių, susijusių su bioelektrodų nepakankamu efektyvumu bei sąlyginai trumpa gyvavimo trukme. Šio projekto pagrindinis tikslas pakelti podoktorantūros stažuotojo mokslinę kompetenciją konstruojant ir tiriant naujus bioelektronikos elementus, kuriuose būtų naudojami neorganiniai ir organiniai puslaidininkiai, fermentai bei mikroorganizmai.

 

Pasaulyje kuriama daug pažangių medžiagų implantų gamybai ir jutiklių skirtų darbui su gyvomis sistemomis, fiziologiniams procesams organizme stebėti. Deja dauguma tokių medžiagų ir sistemų yra prastai biologiškai suderinamos su gyvomis sistemomis, pasižymi bloga integracija su audiniais ir sukelia uždegimo reakcijas organizme. Vienas iš sprendimų yra padengti jas ultraplonomis biologiškai suderinamomis dangomis norint tokias sistemas tinkamai integruoti į organizmą ir tiriamąsias gyvas sistemas, nekeičiant pirminės implanto ar jutiklio paskirties. Pagrindinis stažuotės projekto tikslas minkštų ultraplonų biologiškai suderinamų plėvelių sintezė panaudojant tarpląstelinio užpildo baltymus ar peptidus imituojančius tarpląstelinio užpildo aplinką. Susintetintų plėvelių fizikinių ir biologinių savybių tyrimai. Taip pat įvertinti ultraplonų plėvelių adheziją ant implantų gamyboje dažniausia naudojamų medžiagų paviršių ir jutiklių paviršių. Ištirti ultraplonų plėvelių poveikį jutiklių darbui.

 

Optiniai pagrindai yra esminė optinių komponentų dalis, lemianti tokias svarbias jų savybes kaip plokštiškumas, optiniai nuostoliai, atsparumas lazerinei spinduliuotei. Nuolatos vystantis lazerinėms sistemoms, taip pat auga reikalavimai jose naudojamų optinių komponentų savybėms. Antra vertus, lazeriuose naudojamų elementų atsparumas apriboja pasiekiamą didžiausią jų galią, tai geriausiai įliustruoja pavyzdžiai galingiausiose pasaulio lazerių sistemose, kaip National Ignition Facility (JAV), Laser Megajoule (Prancūzija). Optinio pagrindo poliravimo metu susikuria popaviršinių defektų bei Bilbio sluoksniai, kurie sugeria lazerinę spinduliuotę bei ženkliai sumažina jo optinį atsparumą. Siekiant sukurti didelio atsparumo optinius komponentus UV spektriniam ruožui, būtina efektyviai pašalinti visų pirma Bilbio sluoksnį. Optinio pagrindo paviršiaus ėsdinimas plazma yra vienas efektyviausių būdų tai atlikti, nepabloginant kitų esminių paviršiaus savybių, tokių kaip šiurkštumas, plokštiškumas. Pirminiai lydyto kvarco pagrindų ėsdinimo deguonies plazma eksperimentai, atlikti Optinių dangų laboratorijoje, pademonstravo puikius rezultatus, kurie buvo publikuoti keliuose straipsniuose. Šio projekto metu planuojama išplėsti tyrimus, atliekant ne tik lydyto kvarco, tačiau ir kitų optinių pagrindų – netiesinių kristalų, tokių kaip BBO, DKDP ir panašių paviršiaus ėsdinimo tyrimus keičiant plazmos jonų energiją, ėsdinimo gylius, taip pat atliekant išsamų ėsdintų paviršių šiurkštumo, cheminės sudėties, atsparumo lazerio spinduliuotei charakterizavimą. Projekto rezultatus numatoma publikuoti dviejuose pirmos arba antros kvartilės (pagal Web of Science Clarivate Analytics) recenzuojamame mokslo straipsniuose.

 

 

Projekte sprendžiamas kompaktiškų elektra valdomų THz spinduliuotės šaltinių poreikis, siūlant ištirti lėkio-trukmės rezonanso efektą galio nitrido bei galio oksido epitaksiniuose sluoksniuose ir heterostruktūrose. Struktūrų tyrimai bus atlikti skirtingose temperatūrose, matuojant volt-amperines charakteristikas impulsiniame režime bei matuojant integruotas ir spektrines THz spinduliavimo charakteristikas. Tikimasi aptikti efektyvų THz spinduliavimą dėka optimaliomis sąlygomis sužadinto elektronų kryptingo judėjimo galio nitrido bei galio oksido struktūrose, kas būtų pagrindas atsirasti naujo tipo THz šaltiniams.

 

Projektu siekiama pagerinti tyrėjų mokslinę kvalifikaciją vykdant praktinę veiklą ir stažuotes, taip pat skatinant mokslinės komunikacijos ir naujų mokslinių ryšių kūrimą bei plėtrą. Projekto metu tyrėjas ženkliai pagerins savo žinias nuo struktūros modeliavimo iki dangos apibūdinimo srities. Mokslinė veikla bus susijusi su reguliuojamų Tamm Plazmonų sistemų kūrimu ir tyrinėjimu. Planuojama apsilankyti Southampton universiteto Optoelektronikos tyrimų centre ir Fotoninių metamedžiagų centre.

 

Elektriškai kaupinamų AlGaN/GaN terahercų emiterių spektrinių savybių tyrimas (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0136)

Laidumo juostos trūkio nustatymas terehercinių impulsų sužadinimo spektroskopijos metodu (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0149)

Naujų medžiagų sintezė, charakterizavimas ir taikymas metalo-oro baterijose (METBAT) (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0142)

Nekoherentinis terahercinės spinduliuotės emiteris – THz žibintas – su AlGaAs/GaAs parabolinėmis kvantinėmis duobėmis (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0172)

Organinių puslaidininkių taikymas biologiniuose jutikliuose ir biokuro elementuose (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0186)

Rezistorinių ir optinių jutiklių, skirtų trumpų didelės galios mikrobangų impulsų matavimams, tyrimas (Nr. 09.3.3-LMT-K-712-02-0139)