Įdomūs tyrimai šiuo metu svarbiose srityse, galimybė įsisavinti naujų sričių žinias, praturtinti patirtį gretimos disciplinos atradimais, naujomis idėjomis – tokios galimybės atsivėrė jauniems, perspektyviems šalies mokslininkams, dalyvaujantiems podoktorantūros stažuočių programoje.

Kasmet į šią programą įsitraukia apie 50 įvairių sričių mokslo daktarų, kuriems sudaromos sąlygos pradėti savarankiškus mokslinius tyrimus bei pasirengti mokslinei pedagoginei karjerai. Tyrimų temos, kurias laisvai pasirenka patys mokslininkai, dažniausiai susijusios su aktualių mokslui bei visuomenei problemų sprendimu kaip pavyzdžiui, energijos taupymu.

Mažėjant organinio kuro atsargoms, didėjant aplinkos taršai ir šylant žemės klimatui, tyrimams atsinaujinančių energijos šaltinių srityje labai daug dėmesio skiriama visame pasaulyje. Vienos sparčiausiai besiplėtojančių sričių –  optinė, organinė elektronika. 

Atliekami fundamentiniai tyrimai, tiek siekiant padidinti saulės elementų veiksmingumą, tiek mažinant jų gamybos sąnaudas, tiek ieškant jų gamybai ekonomiškesnių naujos kartos medžiagų, naujų konstrukcijos koncepcijų.

Ilgametės patirties kuriant naujas organinės elektronikos medžiagas ir prietaisus turi ir Lietuvos mokslininkai. Šią perspektyvią sritį savo podoktorantūros stažuočių tyrimams pasirinko trys mokslininkai stažuotojai, šiuo metu besitobulinantys šalies aukštosiose mokyklose bei mokslų centruose.

Chemijos mokslų daktaras Ernestas Zaleckas stažuojasi Kauno technologijos universitete (KTU), kuriame tyrinėja organinės elektronikos  darinius, kurie bus panaudoti veiksmingų organinės kilmės šviesos diodų prietaisams konstruoti. Mokslininkas stažuotojas Marius Franckevičius Fizinių ir technologijos mokslų centre atlieka organinių liuminescencinių saulės koncentratorių (LSK) tyrimus. Daktarė Joana Solovjova stažuotės KTU  metu kuria efektyvius dažiklius saulės elementams, tyrinėja jų savybes.

Tobulins šviesos diodus

Ernestas Zaleckas podoktorantūros stažuotėje KTU žinias gilina jau antrus metus: įsisavina jam naują organinės  elektronikos medžiagotyros sritį ir tyrinėja organinius šviesos diodus OLED   (Organic Light-Emitting Diode).  Podoktorantūros stažuotės, kuriai vadovauja profesorius Saulius Grigalevičius, tema – „Naujos krūvininkų pernašos medžiagos šviesą emituojantiems prietaisams“.

Stažuote siekiama susintetinti naujos struktūros elektroaktyvius organinius junginius ir panaudoti juos amorfiniams sluoksniams, kurie pasižymėtų krūvininkų bei Forster energijos pernaša, formuoti. Planuojamas tyrinėjimų rezultatas – naujos elektroninės sandaros medžiagos ir matricos OLED emiterio sluoksniui. Nustačius optimalų savybių kompleksą turinčius darinius, jie bus panaudoti naujiems, veiksmingesniems OLED prietaisams konstruoti.

Tačiau stažuotė – tai ne vien darbas tyrimų laboratorijose. Tai – ir mokslinės  išvykos, publikacijos, nauja patirtis ir kontaktai. Pirmaisiais metais E.Zaleckas vyko į mokslinę išvyką Katovicų (Lenkija) universitete. Mokslininkas džiaugėsi bendro darbo su užsienio kolegomis rezultatais, drauge parengta publikacija ir galimybe pasikeisti patirtimi.

Dažai – saulės energijai koncentruoti

Ankstesnių daktaro Mariaus Franckevičiaus mokslinių tyrinėjimų sritis buvo palyginti siaura: mokslininkas tyrė modifikuotus šviesai jautriomis molekulėmis dendrimerus – naujos klasės makromolekules, gilinosi į ankstyvais laiko momentais po šviesos sužadinimo jose vykstančius procesus.

Šie tyrimai prieš dvejus metus M.Franckevičiui pelnė garbingą įvertinimą: jis buvo pripažintas geriausiu jaunuoju mokslininku fizikos srityje Lietuvoje ir apdovanotas Lietuvos mokslų akademijos jaunųjų mokslininkų mokslinių darbų premija. Dabar M.Franckevičiaus sukauptos žinios pasipildys nauja patirtimi. Jo podoktorantūros stažuotės tema susijusi su organinių liuminescencinių saulės koncentratorių (LSK) tyrimais.

LSK – tai prietaisai, skirti dideliame plote efektyviai surinkti saulės šviesą ir ją  perspinduliavus sukoncentruoti į šimtus kartų mažesnį plotą – į  koncentratoriaus briaunose esančius itin veiksmingus saulės elementus. Toks saulės energijos kaupimo būdas leistų sumažinti brangių saulės elementų poreikį.

Stažuotėje, kurią atlieka Fizinių ir technologijos mokslų centre, Molekulinių darinių fizikos skyriuje, vadovaujamas prof. Vidmanto Gulbino, mokslininkas stažuotojas tiria įvairius dažus, jais modifikuotus polimerus ir hibridinius darinius, sudarytus iš metalų nanodalelių bei organinių molekulių, – tai yra, medžiagas, kurias būtų galima panaudoti gaminant liuminescencinius saulės koncentratorius, pagerinti šių prietaisų optinį ir energijos konversijos efektyvumą.

Atsakius į vienus, kyla kitų klausimų

Sąlygomis, kuriose tenka dirbti, mokslininkas stažuotojas itin patenkintas: laboratorijos turima įranga, joje dirbančių mokslininkų kvalifikacija bei mokslinių darbų kokybė – labai aukšto lygio.

Finansine prasme LSK žymiai pranašesni prieš kitas saulės šviesą konvertuojančias sistemas: veidrodinius saulės šviesos koncentratorius, puslaidininkinius saulės elementus ar net šiuo metu intensyviai tyrinėjamas naujos kartos – organines saulės celes.

„Tačiau kol kas LSK efektyvumas dar palyginti menkas. Kovojant su šviesos praradimo nuostoliais, kuriamos naujos medžiagos ar įvairūs skirtingų medžiagų kompleksai. Daug vilčių teikia hibridinių medžiagų, sudarytų iš metalų nanodalelių bei organinių molekulių, tyrimai. Nanodalelėmis būtų galima padidinti juose naudojamų  medžiagų šviesos sugertį ar sustiprinti jų liuminescenciją.

Kadangi gilinantis į šią sritį, kyla vis daugiau naujų klausimų, o atsakymų į juos nedaugėja, manau, kad stažuotės metu pradėta gvildenti tema nepasibaigs kartu su stažuote, o tyrimai bus tęsiami ir toliau“, – įsitikinęs mokslininkas stažuotojas.

Stažuotės tikslas ir galimybės tobulintis – patrauklūs

Sulaukusi Kauno technologijos universiteto Organinės chemijos katedros profesoriaus Vytauto Getaučio pasiūlymo tyrinėti dažiklius saulės elementams, daktarė Joana Solovjova neabejodama sutiko: tema jai pasirodė aktuali ir įdomi.

„Saulė – galingiausias energijos šaltinis Žemėje. Vien jos paviršiaus gaunamas saulės energijos kiekis 10 tūkst. kartų viršija pasaulio gyventojų poreikius. Tinkamai ištobulinus saulės elementus, būtų galima visiškai patenkinti pasaulio energijos poreikius. Veiksmingos ir ekonomiškos šviesą išspinduliuojančios technologijos padėtų taupyti pinigus, energiją, sumažintų gamtos taršą“, –  vieną priežasčių, paskatinusių imtis šios tyrimų temos, atskleidė mokslininkė stažuotoja.

Antroji priežastis buvo tai, kad prof. V. Getaučio vadovaujama Organinių fotopuslaidininkių sintezės grupė daug metų sėkmingai dirba optoelektronikos srityje. Bendradarbiaudama su Vilniaus universiteto fizikais bei garsiomis pasaulio elektronikos kompanijomis, grupė yra sukūrusi daug efektyvių organinių fotopuslaidininkių, kurie patentuoti keliose dešimtyse Europos, JAV, Japonijos patentų tarnybų.

Apsigynusi disertaciją bei dirbdama profesoriaus A. Šačkaus mokslinėje grupėje Sintetinės chemijos institute, J. Solovjova įgijo daug patirties daugiapakopėje funkcionalizuotų heterociklinių junginių sintezėje. Stažuotė buvo puiki galimybė sujungti jaunos mokslininkės patirtį, sintetinant įvairias funkcines grupes turinčius kondensuotus azoto heterociklus, ir profesoriaus V. Getaučio didžiulę patirtį, organinius junginius pritaikant modernioms technologijoms kurti.

Mokslininkę sužavėjo spalvos

Stažuotės metu mokslininkė stažuotoja kūrė naujus dažiklius, kurie pasižymi efektyvia elektromagnetinės spinduliuotės absorbcija, gera krūvininkų pernaša ir galėtų būti taikomi energiją taupančių prietaisų technologijose, tokiose kaip saulės celės. Sukurti dažikliai išbandyti su Grecelio saulės elementais BASF SE (Vokietija) laboratorijose.

Tikimasi, kad stažuotės metu atlikti moksliniai tyrimai bus konkurencingi tarptautiniu mastu, o sukurtos ir ištirtos naujos molekulės galbūt bus geresnės už jau žinomas ir pagerins energiją taupančių technologijų kūrimą bei plėtrą.

„Dažiklių sintezė man buvo nauja sritis ir nemažas iššūkis. Darbas su dažikliais dar kartą parodė, jog kiekvieno junginio gavimas ir gryninimas turi savų niuansų, bendros taisyklės nėra, o iš pažiūros paprasti dalykai tampa sudėtingais.

Tyrimų metu gerokai nustebino ir spalvų žaismas: gautas junginys kietoje būsenoje gali būti labai tamsus ar atrodyti beveik juodas, tačiau jo tirpalas (atsižvelgiant į junginio klasę) nusidažo geltona, raudona ar mėlyna spalva“ – dalijosi įspūdžiais J. Solovjova.

Jaunieji tyrėjai sėmėsi žinių užsienio mokslo centruose

Podoktorantūros stažuotės mokslininkams stažuotojams suteikė sąlygas vykdyti tyrimus ne tik Lietuvoje, bet ir stažuotis keliuose užsienio mokslo centruose, gautus rezultatus pristatyti tarptautinėse konferencijose ir mokslinėse publikacijose. Šiemet E. Zaleckas ketina mėnesį stažuotis Vokietijoje. Trumpalaikė stažuotė Barselonos universitete J.Solovjovai suteikė galimybių susipažinti su srities naujovėmis, praplėsti mokslinių kontaktų ratą.

Projektas „Podoktorantūros stažuočių įgyvendinimas Lietuvoje“ (projekto Nr. VP1-3.1-ŠMM-01-V-02-004) finansuojamas pagal Europos Sąjungos struktūrinių fondų Žmogiškųjų išteklių plėtros veiksmų programos, Mokslininkų ir kitų tyrėjų mobilumo ir studentų mokslinių darbų skatinimo priemonę.