Chemijos inžinerija

Tyrimų tematikos aprašas.

Ši tematika skirta valgomųjų biopolimerų konstruktų, skirtų dirbtinei mėsai auginti in vitro, kūrimui ir savybių optimizavimui. Tyrime siekiama panaudoti biopolimerų ir augalinių baltymų pagrindu sukurtus konstruktus, kurie užtikrintų biologiškai suderinamą ir tekstūriškai kokybišką audinį. Tyrimo metu bus kuriami nauji konstruktai panaudojant elektrohidrodinaminius procesus, bei paviršiaus funkcionalizavimo metodus, siekiant pagerinti audinio suderinamumą ir tekstūrą.

Tyrimų tematikos aprašas.

Pasaulyje sparčiai vystantis biopolimerų pramonei atsiranda poreikis ieškoti būdų naujoms medžiagoms iš gamtinių polisacharidų (pvz. celiuliozės, chitozano, alginatų, krakmolo ir kt.) gauti ir pritaikyti jas naujose srityse. Doktorantūros mokslinio tyrimo tikslas – sukurti naujus imobilizacijos metodus, pritaikant jonogeninius polisacharidų darinius ir ištirti jų taikymo veikliųjų medžiagų imobilizavimui galimybes. Projekte bus siekiama bioskaidžius gamtinius polimerus modifikuoti cheminiais bei mechaniniais metodais bei gauti įvairaus krūvio tankio ir amfifiliškumo mikrodalelių, nanodalelių pavidalo bei vandenyje tirpius jonogeninius polisacharidų darinius. Įvertinus gautų krakmolo darinių vandeninių dispersijų ir tirpalų savybes, bus ištirta jų sąveika su pasirinktais veikliaisiais junginiais ir medžiagomis. Suradus veikliųjų medžiagų (tame tarpe ir gamtinių) prijungimo ir atpalaidavimo iš jonogeninių polisacharidų darinių metodus, nustačius procesų kinetiką ir termodinamiką, įvertinus efektyvumą būtų gautos naujos plataus savybių spektro (farmacijos, kosmetikos, maisto pramonei ir kt.) medžiagos.

Tyrimų tematikos aprašas.

Autotrofinės bakterijos gali fiksuoti anglies dioksidą (CO2) prisidedant prie nulinės emisijos ir CO2 neutralumo. Jei nėra organinių substratų, jis gali panaudoti CO2 ir H2 kaip vienintelius anglies ir energijos šaltinius. Dėl savo gebėjimo kaupti didelius redukuotos anglies kiekius polihidroksibutirato (PHB) pavidalu, C. necator laikomas perspektyviu organizmu šeimininku tvariai gaminti pridėtinės vertės junginius iš CO2. Doktorantūros projekto tikslas bus inžineriškai pritaikyti C. necator gaminti pridėtinės vertės produktus. Kombinatorinė transkripcijos inžinerija ir genetiškai užkoduotas transkripcijos faktoriumi pagrįsti biojutikliai bus naudojami tokių medžiagų, kaip karotinoidai (pvz., likopenas), B grupės vitaminai (pvz., mioinozitolis) metabolizmui apibūdinti ir sintetinių medžiagų apykaitos takų optimizavimui. Svarbų vaidmenį projekte atliks aerobinio CO2 fermentacijos proceso kūrimas ir optimizavimas bioprodukcijai. Projektas bus vykdomas Bioprocesų tyrimų centre. Laimėjęs kandidatas prisijungs prie labai motyvuotos ir gerai finansuojamos mokslininkų komandos, skirtos pramoniniu požiūriu svarbių mikroorganizmų eksploatavimui. Doktorantūros studijos leis mokytis unikalioje daugiadalykėje aplinkoje, apimančioje sistemų ir sintetinę biologiją, metabolinę inžineriją, dujų fermentaciją, biocheminius ir biofizinius analizės metodus.

Tyrimų tematikos aprašas.

Disertacijos projektas skirtas tikslinės paskirties junginių sintezei, aplinkosaugos technologijų vystymui ir plėtrai. Jame numatoma apjungiant hidroterminės/mikrobangnės bei aukštatemperatūrės sintezės būdus sukurti perspektyvius CaxSi(y-z)PzOv sluoksniuotos struktūros sorbentus su tikslia chemine komponentų sudėtimi ir cheminėmis savybėmis, bei nustatyti šių junginių adsorbcijos gebą skirtingiems katijonams ir anijonams. Disertacijos tikslas – susintetinti daugiafunkcinius CaxSi(y-z)PzOv nanodarinius ir pasiūlyti racionalias jų panaudojimo sritis.

Tyrimų tematikos aprašas.

Dumblių fitohormonai, įskaitant auksinus, citokininius ir giberelinus, yra natūralūs augalų augimo ir prisitaikymo prie streso reguliatoriai. Jų taikymas kaip biofertilizatorių siūlo tvarią alternatyvą sintetinėms trąšoms, mažinant aplinkos poveikį ir palaikant žiedinės bioekonomikos principus. Tačiau komercializaciją riboja spragos gamybos metoduose, cheminėje charakterizacijoje ir bioaktyvumo supratime dirvožemio–augalų sistemose. Šis projektas sprendžia šiuos iššūkius kurdamas ir validuodamas fermentacija pagrįstas strategijas, skirtas padidinti fitohormonų kiekį dumblių biomasėje. Skirtingai nuo tradicinių metodų, fermentacija bus naudojama kaip biotechnologinis įrankis metabolinių kelių stimuliavimui ir hormonų sintezės didinimui, taip pagerinant dumblių funkcionalumą kaip biofertilizatorių. Tyrimas bus orientuotas į fermentacijos sąlygų optimizavimą pasirinktoms mikrodumblių ir makrodumblių rūšims, hormonų profilių charakterizavimą naudojant pažangius analitinius metodus (HPLC-MS/MS, FTIR, NMR) ir jų fiziologinio poveikio vertinimą modeliniams augalams kontroliuojamomis sąlygomis. Tikimasi gauti standartizuotus protokolus, išsamius cheminius ir bioaktyvumo duomenis bei įrodymus apie pagerintą augalų augimą ir atsparumą stresui. Be mokslinių indėlių – tokių kaip keli recenzuojami straipsniai ir konferencijų pristatymai – projektas numato praktinius taikymus su komercializacijos potencialu ir bendradarbiavimo galimybėmis su pramonės dalyviais. Pasitelkus fermentaciją fitohormonų gamybai didinti, šis tyrimas palaiko tvarią žemdirbystę ir atsparumą klimatui, kartu skatindamas inovatyvius biotechnologinius sprendimus būsimoms maisto sistemoms.

Tyrimų tematikos aprašas.

Nors tarptautiniu mastu vykdoma daug mokslinių tyrimų, analizuojančių fermentuotų produktų mikrobiotos sudėtį ir savybes, dauguma jų orientuoti į tradicinių pieno produktų fermentacijos procesus, o fermentuotų augalinės kilmės produktų (gėrimų) mikrobiologiniai aspektai nėra nepakankamai ištirti. Darbo naujumas, kad taikant klasikinius mikrobiologinius metodus ir pažangius naujos kartos sekoskaitos (NGS) ir metabolomikos metodus, bus identifikuotos fermentuotų augalinės kilmės produktų (gėrimų) mikroorganizmų kompozicijos, įvertinta jų dinamika, funkcinis potencialas, išanalizuoti jų metabolitai bei įtaka produkto saugai ir kokybei. Tokie moksliniai tyrimai yra inovatyvūs ir reikšmingi, nes plėtojamos mokslinės žinios apie fermentacijos procesą ir jo optimizavimą, siekiant sukurti sveikatai palankius ir saugius fermentuotus augalininės kilmės produktus (gėrimus). Darbo tikslas – identifikuoti fermentuotų augalinės kilmės produktų (gėrimų) mikroorganizmų kompozicijas, įvertinti jų dinamiką, funkcinį potencialą bei įtaką produkto saugai ir kokybei, taikant metagenomo sekoskaitos ir metabolomikos analizės metodus.

Tyrimų tematikos aprašas.

Fermentuoti augalų ekstraktai (FAE) - dažniausiai Azijos šalyse gaminami augalinės kilmės funkciniai produktai, turtingi įvairiomis maistinėmis ir biologiškai aktyviomis medžiagomis ir pasižymintys teigiama nauda sveikatai. Įvairūs vaistiniai ir aromatiniai augalai, kuriuose gausu vertingų bioaktyvių junginių, gali būti perspektyvios žaliavos tam tikrų funkcinių savybių ir sudėties FAE gaminti. Tyrimų tikslas – fermentuotų ekstraktų iš atrinktų aromatinių ir/ar vaistinių augalų gamyba ir charakterizavimas bei tikslinis jų pritaikymas funkciniams produktams kurti. Mokslinių tyrimų rezultatų pagrindu bus paskelbtos ne mažiau kaip 3 mokslinės publikacijos tarptautiniuose recenzuojamuose žurnaluose, pristatyti pranešimai nacionalinėse bei tarptautinėse konferencijose. FAE ir FAE pagrindu pagaminti funkciniai produktai bus pristatyti kasmet KTU organizuojamoje tarptautinėje jaunųjų kūrėjų parodoje TECHNORAMA.

Tyrimų tematikos aprašas.

Šiame tyrime siekiama sukurti pažangias medžiagas ir dangas, pavyzdžiui, panaudojant metalo oksidus, kurie pagerintų tvarios energijos konversijos procesus ir būtų pritaikomi aplinkosaugos srityje. Tyrimo metu dėmesys skiriamas medžiagų sintezės optimizavimui, jų struktūrinių ir morfologinių savybių analizei bei katalizinio efektyvumo vertinimui. Tikslas – prisidėti prie novatoriškų sprendimų, padedančių didinti atsinaujinančios energijos technologijų ir aplinkosaugos sprendimų efektyvumą, ekonomiškumą ir pritaikomumą didesniu mastu.

Tyrimų tematikos aprašas.

Bitumas, kaip statybinė medžiaga plačiai naudojo stogų impregnavimui bei automobilinių kelių, aerodromų ir kitų paskirties takų dengimui. Siekiant pagerinti bitumų savybes (kietumas, tamprumas, elastingumas, tarnavimo trukmė ir kt.), bitumas yra praturtinamas priedas, didžioji dalis kurių dabar yra polimeriniai. Šiuo metu, plačiausiai naudojami sintetiniai priedai yra stireno-butadieno-stireno polimeras (SBS), etilenvinilacetato polimeras (EVA), stireno-izopreno-stireno (SIS) ir keletas polimerų bei kitų cheminių medžiagų sudėties ir paskirties priedų, tokių kaip antioksidantai, adhezyvai ir kt. Mūsų laikmetyje jau ne vieneri metai, su polimerinių medžiagų atliekomis (plastikai, panaudotos padangos, pakuotės) problema. Šios mokslinės temos idėja - panaudojant polimerines atliekas bei taikant žiedinės ekonomikos principus, sukurti bitumo modifikatorių, įdėti į produktą ir tuo pačiu sumažinti cheminių priedų gamybos apimtis.

Tyrimų tematikos aprašas.

Vystantis aukštosioms technologijoms sparčiai auga sumaniųjų medžiagų poreikis, o, sprendžiant šiandienines klimato kaitos ir aplinkos būklės problemas, ypatingai aktualu gamybos technologijose naudoti tvarius procesus ir atsinaujinančias žaliavas. Šio darbo tikslas yra sukurti, susintetinti ir ištirti naujus formos atminties polimerus iš augalinės kilmės medžiagų, skirtus šiuolaikinėms šviesą naudojančioms gamybos technologijoms. Tokie polimerai gali būti plačiai pritaikyti išmaniuosiuose biomedicininiuose prietaisuose, lanksčiuose elektronikos ar robotikos prietaisuose, aviacijos ir kosmoso įrenginiuose ir kt. Darbo metu bus ištirta, kaip nuo skirtingų augalinės kilmės medžiagų struktūros priklauso polimerizacijos procesas ir gautų polimerų struktūra bei mechaninės, terminės, formos atminties ir kt. savybės. Tyrimai bus atliekami kartu su didžiausią patirtį šioje srityje turinčiais Lietuvos ir užsienio šalių mokslininkais bei šviesos technologijas naudojančiomis gamybos įmonėmis. Gauti rezultatai bus skelbiami tarptautinėse mokslinėse konferencijose, publikuojami CA WoS duomenų bazės Q1-Q2 mokslo žurnaluose ir viešinami plačiajai visuomenei.

Tyrimų tematikos aprašas.

Tradiciniai energijos šaltiniai, tokie kaip nafta ir dujos, sparčiai senka, o jų naudojimas skatina klimato atšilimą. Todėl atsigręžiama į atsinaujinančius šaltinius: vėją, hidro- ir saulės energiją. Saulės energijos panaudojimas yra lankstus, efektyvus, universalus ir palyginti nebrangus. Perspektyviausi fotovoltiniai prietaisai, kuriuose naudojami organiniai puslaidininkiai, yra perovskitiniai saulės elementai (PSC). Darbo tikslas yra naujų efektyvių organinių puslaidininkių, pasižyminčių žemais jonizacijos potencialais, skirtų efektyviems ir stabiliems perovskitiniams saulės elementams, kūrimas, sintezė ir tyrimas. Perspektyviausi junginiai bus išbandyti PSC. Pagrindinis sukurtų organinių skylinių puslaidininkių (HTM) privalumas bus santykinai paprasta sintezė, pigios pradinės medžiagos ir nebrangus gryninimas. Gauti HTM taip pat galėtų būti tinkami organinių šviesos diodų ir kitų optoelektroninių prietaisų formavimui.