Gabūs šalies mokslininkai, laimėję finansavimą inovatyviems, perspektyviems moksliniams tyrimams, gilinasi į sritis, kuriose praktiškai įgyvendintos naujos idėjos pasitarnaus įvairių mokslo šakų plėtrai.

Jaunų tyrėjų mokslinių tyrimų rezultatus galima pritaikyti sprendžiant konkrečias pramonės problemas, o kai kurie ateityje galbūt pavirs sėkmingais verslo projektais.

Kaip pagaminti nepažeidžiamas pakuotes?

Dr. Vaidas Bivainis moderniose Aleksandro Stulginskio universiteto (ASU) laboratorijose podoktorantūros stažuotės metu atliko pakuočių medžiagų savybių tyrimus, kurių rezultatai pravers gaminant didesnę pridėtinę vertę turinčius gaminius.

Mokslininkas stažuotojas gilinosi, kaip pakuotes padaryti tvirtesnes – juk jos ne tik informuoja apie gaminį, reklamuoja jį, bet ir turėtų apsaugoti nuo pažeidimų.
Dalis sandėliuojamų ar transportuojamų pakuočių dėl įvairių priežasčių pažeidžiamos, sugadinamas jų turinys. Jaunasis mokslininkas įsitikinęs, kad jau projektuojant pakuotę turi būti įvertinamas galimas pašalinis žalingas poveikis.

Gaminių pakavimo medžiagų savybių temomis V. Bivainis domėjosi nuo pat bakalauro studijų Kauno technologijos universitete, vėliau šios srities tyrimus jis tęsė studijuodamas magistrantūroje ir doktorantūroje.

Papildoma pakuotės apsauga – veiksminga

ASU podoktorantūros stažuotei dr. V. Bivainis pasirinko dėl šio universiteto mechanikos inžinerijos ir medžiagotyros srityje dirbančių autoritetingų mokslininkų bei dėl galimybės moderniose laboratorijose atlikti pakuočių medžiagų savybių tyrimus. Tyrėjas ypač dėkingas stažuotės moksliniam vadovui prof. dr. Vyteniui Jankauskui už pagalbą ir patarimus.
Mokslininkas stažuotojas ASU laboratorijose nagrinėja kartono, gofruoto kartono pakuočių medžiagų atsparumą pažeidžiamumui: gniuždymui, pradūrimui.

Taip pat mokslininkas tiria ir analizuoja technologinius sprendimus bei specialių dangų formavimą ant kartono ir gofruoto kartono, kurios padidina šių medžiagų atsparumą pradūrimui, dilimui, pagerina barjerines pakuočių medžiagų savybes, padidina paviršiaus trinties koeficientą.

Dr. V. Bivainio tyrimai parodė, jog kartono arba gofruoto kartono išorinį sluoksnį padengus specialios plonos dangos sluoksniu, medžiagos paviršius tampa atsparesnis kiauryminiam pradūrimui. Taip padengtos pakuočių medžiagos trinties koeficientas padidėja keletą kartų.

Be to, speciali papildoma danga keletą kartų pagerina pakuočių medžiagos vandens sugeriamumo, vandens garų ir riebalų pralaidumo savybes. Taigi, bandytas apsaugos būdas žymiai sustiprina kartoną ir gofruotą kartoną bei išplečia šių medžiagų panaudojimo ribas.

Užmezgė vertingų kontaktų ateičiai

„Gauti rezultatai gali būti panaudoti gaminant didesnę pridėtinę vertę turinčias pakuotes. Plačių galimybių pritaikyti tyrimų temą bei rezultatus suteikia tai, kad Lietuvoje yra stipri poligrafijos pramonė, spausdinanti ir gaminanti popieriaus, kartono bei polimerinių plėvelių pakuotes.

Stažuotės metu užmezgiau kontaktų su kelių tokių įmonių atstovais, todėl tikiuosi naudingo ir glaudaus bendradarbiavimo tolimesnių mokslinių tyrimų ir kitose srityse“, – į ateitį žvelgia mokslininkas stažuotojas.

Dr. V. Bivainis džiaugiasi podoktorantūros stažuote, suteikusia galimybę pakelti kvalifikaciją, pasisemti patirties, žinių, užmegzti kontaktų kitose mokslo institucijose. V. Bivainis tobulinosi stažuotėse Lenkijos Pakavimo tyrimų institute „Cobro“ ir Suomijos Tamperės technologijų universiteto popieriaus ir pakuočių tyrimų centre.

Stažuotės metu gautas žinias mokslininkas žada gilinti bei jas pritaikyti būsimiems pakuočių medžiagų savybių tyrimams. Taip pat dr. V. Bivainis ketina dalyvauti vykdant tarptautinius mokslo projektus, kuriant ir atnaujinant šios srities paskaitų modulius studentams, gautomis žiniomis ir įgyta patirtimi dalytis įvairių seminarų ir mokslo populiarinimo renginių visuomenei metu.

Sritis, į kurią gilintasi daugybę metų

Dr. Ernesto Filatovo podoktorantūros stažuotės Vilniaus universiteto Matematikos ir informatikos institute tema – „Interaktyvių algoritmų daugiakriteriniams optimizavimo uždaviniams kūrimas ir taikymas”.

Dr. E. Filatovas daugiakriterinio optimizavimo srityje dirba nuo magistrantūros studijų. Disertacijoje išnagrinėjęs daugiakriterinių optimizavimo uždavinių sprendimą interaktyviuoju būdu, siekė ir toliau plėtoti šiuos tyrimus, todėl podoktorantūros stažuotei pasirinko būtent kurti ir taikyti interaktyvius algoritmus šio tipo uždaviniams.

Mokslininkas pasakoja, kad žmonija jau nuo senų laikų susiduria su optimizavimo problemomis ir ieško optimalių sprendimų. Su daugiakriteriniais optimizavimo uždaviniais susiduriama ir kasdieniame gyvenime: perkant automobilį, renkantis poilsinę kelionę, sudarant maitinimosi racioną. Versle praktiniai optimizavimo uždaviniai taip pat dažnai būna daugiakriteriniai. Tokie uždaviniai sprendžiami ir kitose srityse: valdant procesus, konstruojant lėktuvus, statant tiltus, sprendžiant ekonomikos problemas ir pan.

„Tokio tipo uždaviniuose reikia pasirinkti kompromisą tarp dviejų ar daugiau kriterijų, o kriterijai dažniausiai būna prieštaringi: mažinant vieno kriterijaus reikšmę, kito – didėja. Pavyzdžiui, siekiant padidinti pelną, būtina sumažinti išlaidas, didinant automobilio galingumą, siekiama sumažinti kuro sąnaudas“, – pateikia pavyzdžių mokslininkas stažuotojas.

Geriausio sprendimo paieškoms – matematiniai metodai

Daugiakriteriniai uždaviniai gali turėti kelis ar keliasdešimt kriterijų, kuriuos visus reikia suderinti priimant sprendimą. Neretai tokio tipo uždaviniai neturi vieningo optimalaus sprendimo, o daug alternatyvių. Dažnai gautų sprendinių pateikimui ir analizei naudojami įvairūs vizualizavimo būdai: įprasta koordinačių sistema, lygiagrečios koordinatės, interaktyvūs sprendimų žemėlapiai ir t.t.

Ypač sudėtingi daugiakriterinio optimizavimo uždaviniai dažniausiai sprendžiami interaktyviais metodais, kur sprendimų priėmėjas nuolat aktyviai dalyvauja uždavinio sprendimo procese.
Podoktorantūros stažuotės metu E. Filatovas pasiūlė naują vizualizavimo būdą – dvimatę Dekarto koordinačių sistemą, kurioje vizualizuojamų sprendinių dimensija daugiamačių skalių metodu sumažinta iki dviejų.

Patirties sėmėsi iš geriausiųjų

Podoktorantūros stažuotės metu dr. E. Filatovas du kartus stažavosi Jyvaskylos (Suomija) universitete, kuriam vadovauja viena žinomiausių daugiakriterinio optimizavimo specialisčių pasaulyje – prof. K. Miettinen.

Interaktyvūs metodai sprendžiant optimizavimo uždavinius neatsiejami nuo sprendimų paramos sistemų. K. Miettinen vadovaujama mokslininkų grupė garsėja savo sukurtomis ir plačiai žinomomis daugiakriterinio optimizavimo sprendimų paramos sistemomis, pagrįstomis šių mokslininkų sukurtu interaktyviu metodu NIMBUS. Metodu pagrįsta sprendimų paramos sistema IND-NIMBUS plėtojama jau daugiau nei 15 metų.

Stažuočių metu dr. E. Filatovas įsigilino į IND-NIMBUS sistemą, pasiūlė naują daugiakriterinio optimizavimo sprendinių vizualizavimo būdą, kuris buvo integruotas į NIMBUS metodą.
Taip pat tyrėjas stažavosi Almerijos (Ispanija) universiteto mokslinių tyrimų grupėje, sukūrusioje galingą kompiuterių klasterį ir garsėjančioje ypač sudėtingų optimizavimo uždavinių sprendimais, kuriems reikia ypač daug skaičiavimo resursų.

„Podoktorantūros stažuotė padėjo žymiai patobulinti savo kompetenciją užsienio tyrimų centruose, užmegzti ryšių su užsienio mokslininkais, padėti pamatus tarptautiniam moksliniam bendradarbiavimui”, – sako mokslininkas stažuotojas.

Vykdant tyrimus ir gilinantis į daugiakriterinio optimizavimo tematiką, nuolat kyla vis daugiau idėjų, ką galimą būtų padaryti ar patobulinti, tad E. Filatovas planuoja ir toliau tęsti mokslinius tyrimus šioje tematikoje. Be to, ketina rengti paraiškas kitiems projektams ir dalyvauti konkursuose. 

Hibridinės nanomedžiagos: nuo biosensorių iki lazerių

Dr. Ala Chodosovskaja podoktorantūros stažuotės metu Vilniaus universitete (VU) tyrinėja hibridinių organinių−neorganinių nanomedžiagų sintezę zolių−gelių metodu ir jų panaudojimą šiuolaikinėse technologijose.

Hibridinėmis vadinamos tokios medžiagos, kuriose organiniai ir neorganiniai komponentai sąveikauja molekuliniame lygmenyje.

Hibridinės organinės–neorganinės nanomedžiagos pasižymi neįprastomis fizikinėmis savybėmis: jos neišbrinksta vandenyje, iš jų lengvai formuojamos mikrokapsulės, dangos, skaidulos, todėl tokias medžiagas galima taikyti daugelyje šiuolaikinių technologijų, pavyzdžiui, biotechnologijoje ar lazerinėje technologijoje.

„Nanokristalinėms organinėms–neorganinėms medžiagoms gauti šiuo metu taikomi įvairūs sintezės metodai. Mano darbe hibridiniams silicio junginiams sintetinti panaudotas būtent zolių−gelių metodas: jis ekologiškai saugus, galima gauti vienodesnes mišrias medžiagas žemoje temperatūroje“, – pasakoja mokslininkė stažuotoja.

Taikant zolių ir gelių metodą, nereikia brangios įrangos, sintezė gali vykti kambario temperatūroje. Gautų hibridinių medžiagų didelis paviršiaus plotas, akytumas leidžia jas panaudoti biologinėms molekulėms fiksuoti.

Dirbo su moderniausia laboratorijų įranga

Tyrėja įsitikinusi: hibridinių silicio medžiagų pritaikymas biotechnologijoje ir lazerinėje technologijoje yra labai perspektyvi mokslinių tyrimų sritis. Podoktorantūros stažuotė dr. A. Chodosovskajai suteikė galimybę gilinti jau įgytas teorines ir praktines žinias.

VU Chemijos fakulteto zolių−gelių chemijos laboratorijoje dr. A. Chodosovskaja dirba su modernia laboratorine įranga ir aparatūra naujoms medžiagoms sintetinti ir analizuoti.
Mokslinių stažuočių užsienyje metu mokslininkė stažuotoja įgijo naujos patirties hibridinių organinių−neorganinių nanomedžiagų sintezės ir apibūdinimo srityje.

Jaunoji tyrėja džiaugiasi, kad jos mokslinių tyrimų tematika ir aktualumas neatsilieka nuo pasaulinių šios srities tyrinėjimų.

„Kijeve kartu su mokslininkų grupe buvo tyrinėjamos gautų modifikuotų keraminių membranų panaudojimo galimybės sunkiųjų metalų adsorbcijai. Prancūzijos Bordo molekulinių mokslų institute buvo sintetinami ir nagrinėjami fotovoltiniai elementai, kurie naudojami tokiose technologijose, kur saulės energija virsta elektra. Tokios technologijos gali būti naudojamos saulės elementų paneliuose, montuojamuose ant stogo, ir net išmaniuosiuose telefonuose“, – pasakoja d. A. Chodosovskaja.

Panaudojimo sritis – plati

Zolių−gelių medžiagomis fiksuojami ar kapsuliuojami baltymai, fermentai, polisacharidai, fosfolipidai ir nukleorūgštys, taip pat ir ląstelės. Bioaktyvios dangos taip pat taikomos virusams aptikti ir auginti, antivirusinėms vakcinoms kurti.

Hibridinės silicio medžiagos pritaikomos ir lazerinėje technologijoje. Nustatyta, kad lazerinių kristalų kokybė bei tarnavimo laikas gali būti pagerintas padengiant juos modifikuotais SiO2 hibridiniais organiniais−neorganiniais junginiais. Paviršiaus hidrofobiškumas įtakoja ne tik kristalo ilgaamžiškumą, bet ir netiesines optines savybes.
Šis naujas, efektyvus ir ekonomiškas metodas gali būti naudojamas termiškai jautriems kristalams padengti, didelių matmenų optiniams elementams gaminti, hidrofilinių dangų paviršiams modifikuoti. Hibridiniai silicio junginiai susintetinti zolių−gelių metodu gali būti sėkmingai taikomi dviejose skirtingose šiuolaikinėse technologijose – bionanotechnologijoje ir lazerinėje technologijoje.

„Bet kalbėti apie konkretų pritaikymą dar anksti. Verslo modelio realizavimas reikalauja tolesnių papildomų tyrimų ir, be abejonės, investicijų“, – pastebi mokslininkė stažuotoja.
Podoktorantūros stažuotė – tai naujos galimybės

Dr. A. Chodosovskaja džiaugiasi podoktorantūros stažuotės suteiktomis galimybėmis susipažinti su skirtingų krypčių mokslo daktarais, mokslo darbuotojais, su vykdomais moksliniais tyrimais, alternatyviais požiūriais.

„Neabejodama galiu pasakyti – podoktorantūros stažuočių metu įgytas žinias sėkmingai galėsiu taikyti ateities darbuose“,– sako jaunoji mokslininkė.

Projektas „Podoktorantūros (post doc) stažuočių įgyvendinimas Lietuvoje“ finansuojamas pagal Europos Sąjungos struktūrinių fondų Žmogiškųjų išteklių plėtros veiksmų programos, Mokslininkų ir kitų tyrėjų mobilumo ir studentų mokslinių darbų skatinimo priemonę (VP1-3.1-ŠMM-01).