Medžiagų inžinerija

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šio tyrimo tikslas yra baltos emisijos organinių šviestukų (WOLED) tobulinimas siekiant padidinti jų efektyvumą ir stabilumą. Efektyvių ir stabilių WOLED tobulinimui bus naudojamos naujos medžiagos ir prietaisų konstrukcijos. Tyrimo tikslui pasiekti suformuotas darbo uždavinys yra nustatyti sąsają tarp naujų medžiagų emisinių savybių ir WOLED charakteristikų. Tyrimo darbo planas (pagrindinės užduotys): 1. Naujų organinių medžiagų fotofizikinių, elektrooptinių, krūvio pernašos savybių tyrimai; 2. Naujų sistemų - OLED spinduolių, pasižyminčių balta emisija, kūrimas; 3. Naujų metodų, WOLED efektyvumo didinimo, paieška: elektroliuminescencinių prietaisų formavimas, charakterizavimas ir optimizavimas.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Chromo oksido kompozitų dangos, dėka unikalių savo savybių, plačiai taikomos technikoje, medicinoje, energetikoje, elektronikoje. Tačiau šių dangų taikymą praktikoje apsunkina nepakankama adhezija su pagrindu, sąlyginai didelis trapumas, didelė trintis ar dilimas aukštose temperatūrose. Plazminiu purškimu formuojant chromo oksido kompozitų (COK) (Cr2O3-ZrO2, Al2O3-TiO2 ir kt.) dangas, padidėja šių dangų atsparumas dilimui, sumažėja trinties koeficientas, dangos pasidaro plastiškesnės. Tinkamai parinkus užpildo medžiagos (SiC, TiC, TiO2, ZrO2, grafitą ir kt.) kiekį Cr2O3 kompozite, danga gali tapti savitepe. COK dangų adhezija padidėja formuojant metalinius pasluoksnius, tačiau mažai tirta pasluoksnio prigimties ir storio įtaka skirtingos rūšies COK dangoms. Pažymėtina, kad COK dangų tribologinių savybių tyrimai "sausose" terpėse yra fragmentiški.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaraisiais metais tiriamas platus multiferoinių medžiagų ir struktūrų tinkamumas technologiniam pritaikymui. Pagrindinis iššūkis kol kas yra šių medžiagų suderinamumas su silicio technologijomis. Dauguma tradicinių perovskito feroelektrikų yra nesuderinami su metalo oksido-puslaidininkio (CMOS) technologija. Be to, perovskito oksidų feroelektrinės savybės dažnai pablogėja sumažėjus plėvelės storiui, todėl kompozicinė struktūra nanoskalėje tampa nepraktiška. Tai yra pagrindinis rodiklis, kodėl šio tipo atmintys nedominuoja pasaulyje. Pastaruoju metu legiruotose hafnio oksido (HfO2) plėvelėse buvo aptiktas feroelektriškumas, kuris gali padėti spręsti pirmiau minėtus iššūkius. Skirtingai nei tradiciniai feroelektrikai, HfO2 pagrindu pagamintos feroelektrinės plonos plėvelės išlaiko feroelektrines savybes iki keliolikos nanometrų storio, o tai yra pagrindinis didelio tankio atminties elementų formavimo rodiklis. Nežiūrint daugelio tyrimų gausos, lieka daug neatsakytų technologinių ir mokslinių klausimų, susijusių su šių sluoksnių mikrostruktūra, degradacija, reakcija su padėklo medžiagomis ir kt. Pasaulyje atlielami tyrimai parodė, kad feroelektrinės ir magnetoelektrinės šių sluoksnių savybės priklauso nuo sintezės metodo, sąlygų ir priemaišų, kurios padidina kristalinės gardelės iškraipymą ir tuo pačiu feroelektrines savybes. Darbe bus vykdoma HfO2 sluoksnių sintezė reaktyviojo magnetroninio dulkinimo būdu, įterpiant pereinamųjų metalų priemaišas (Ti, Fe, Ni, Co) ir sluoksnių multiferoinių savybių priklausomybės nuo jų tyrimas.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Europos Sąjunga (įskaitant ir Lietuvą) siekia iki 2030 m. šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisiją sumažinti 40%, o iki 2050 m., tapti klimatui neutralia. Tai atitinka Europos žaliojo kurso tikslus – atsinaujinančios elektros energijos gavyba yra siejama su fotoelektrocheminėmis technologijomis, kurios H2O, CO2 ir N2 molekules paverstų į sintetinį kurą bei susijusias chemines žaliavas. Fotoelektrocheminis vandens skaidymas, naudojant saulės energiją ir gausius žemės puslaidininkinių medžiagų išteklius, yra viena iš plačiausiai tyrinėtų vandenilio, kuris yra švari ir efektyvi iškastinio kuro alternatyva, gavybos sričių. Fotoelektrocheminių technologijų pažanga yra siejama su optiškai aktyvių „plazmoninių“ metalų nanodalelių panaudojimu. Šio darbo tikslas sukurti bei apibūdinti savirankių plazmoninius nanodarinių bei puslaidininkinių medžiagų heterostruktūrų fotoelektrochemines savybes ir vandenilio generavimo efektyvumą. Vykdant tyrimus bus siekiama sukurti valdomos konfigūracijos nanodalelių savirankos metodus ir efektyvaus pernešimo metodus užtikrinančius norimas heterostruktūrų konfigūracijas ir optinius rezonansus. Parinkti skirtingais metodais formuojamų nanodalelių sintetinimo sąlygas, suformuoti nanodaleles ir apibūdinti jų savybes. Ištirti nanodalelių plazmoninių bei fotokatalitinių savybių sąsajas su fotoelektrocheminiu vandens skaidymo efektyvumu. Galiausiai parinkti našiausią puslaidininkinės medžiagos ir plazmoninių nanodalelių derinį fotoelektrodui.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Ultraspartieji lazeriai padarė didelę įtaką įvairioms mokslo ir pramonės sritims, suteikdami beprecedentį tikslumą ir kontrolę medžiagų apdorojime, mikroskopijoje ir spektroskopijoje. Tradiciškai tokiose sistemose pluošto formavimui naudojami lęšiai, difrakcinės gardelės ir hologramos dažnai yra dideli, jiems stinga kompleksinių funkcijų, bei juos sudėtinga sulygiuoti. Metapaviršiai, dvimačiai už bangos ilgį mažesnių nanostruktūrų masyvai, neseniai atvėrė naujas galimybes formuoti šviesos pluoštus. Jie gali efektyviai ir lanksčiai derinti matomojo ir infraraudonojo diapazono šviesos bangos frontą semdamiesi įkvėpimo iš fazinių antenų masyvų bei pasitelkdami šiuolaikinę nanotechnologijų pažangą. Be to, viename metapaviršiuje galima užkoduoti kelias optines funkcijas, ženkliai sumažinant sistemų dydžio ir lygiavimo reikalavimus. Nepaisant didelės metaoptikos pažangos, kol kas nėra išsamių metapaviršių dizaino, gamybos ir taikymo tyrimų, specialiai pritaikytų ultrasparčiųjų lazerinių spindulių formavimui. Taigi, šios doktorantūros temos pagrindinis tikslas yra išnaudoti metapaviršių unikalias savybes beprecedentei ultrasparčiųjų lazerių pluoštų kontrolei pasiekti. Sėkmingas doktorantas bus vienas pirmųjų kuriantis tokios rūšies metaoptiką ir spręs šiuos uždavinius: • Sukurti naujus metapaviršių dizainus, pritaikomus ultraspartiems lazeriniams impulsams. • Pritaikyti gamybos technologijas, užtikrinančias praktiškumą ir priimtiną lazerinės žalos slenkstį. • Sukurti išsamius charakterizavimo metodus, skirtus įvertinti metapaviršių efektyvumą ultraspartaus režimo sąlygomis. • Pademonstruoti metapaviršių praktinį pritaikymą ultrasparčioje fotonikoje tokiose srityse kaip medžiagų apdorojimas, pažangi mikroskopija ir spektroskopija.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Tyrimo tikslas – suformuoti ultra jautrius SERS paviršius teršalų pėdsakų aptikimui. Tyrimo metu bus formuojamos plazmoninės nanodalelės (Au, Ag), tiriama jų struktūra ir kaip ji kinta keičiant sintezės sąlygas, vertinamos optinės savybės. Atliekant teorinius skaičiavimus bus parenkama optimali paviršiaus išdėstymo geometrija bei dalelių skaičius kliūtyje siekiant įvertinti optimalią geometriją artimo lauko stiprinimui. Sumodeliuoti paviršiai bus formuojami eksperimentiškai ir patikrinti teršalų detektavimui naudojant SERS metodą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pagrindiniai veiksniai, sąlygojantys bakterijų sukibimą su kietuoju paviršiumi ir bioplėvelių formavimąsi, yra fizikinės ir cheminės bakterinės ląstelės paviršiaus savybės. Sukibimą lemia paviršiaus topografija bei šiurkštis, laisvoji paviršiaus energija, įskaitant Van der Valso ir elektrostatines jėgas ar rūgštinę-šarminę sąveiką, potencialas, atsirandantis fazių slinkimo riboje (elektrokinetinis potencialas), hidrofobiškumas bei paviršiaus krūvis. Nustatyta, kad paviršiniai dariniai, kurių matmenys yra daug mažesni už bakterijų ląsteles, slopina pririšimą, sumažinant sąveikos plotą tarp bakterijų ląstelių ir kieto kūno paviršiaus. Nanodarinių (metalo bei metalo oksido) kaip antibakterinių paviršių naudojimas yra perspektyvus būdas. Dauguma metalo ar metalo oksidų nanodalelių (Ag, Fe3O4, TiO2, CuO, ZnO ir kt.) pasižymi baktericidinėmis savybėmis per reaktyviosios deguonies rūšies generavimą, nors kai kurios iš jų yra veiksmingos dėl nanodarinių struktūros ir paviršinio potencialo. Nanodariniai, suformuoti ant keraminių paviršių, gali sutrikdyti bakterinės ląstelės membranos vientisumą ir jos potencialą bei suaktyvinti deguonies laisvųjų radikalų gamybą, veikiant kaip nanokatalizatoriai. Darbe bus tiriama: a) plonų keraminių sluoksnių su nanodariniais formavimas vakuuminiais fizikiniai metodais, parenkant optimalias formavimo technologijas; b) technologinių parametrų įtaka sluoksnių katalitinėms bei antibakterinėms savybėms; c) suformuotų plonų sluoksnių fizikocheminiai tyrimai. Tyrimų tikslas yra išsiaiškinti bei kontroliuoti fizikines, chemines ir kitas plonų sluoksnių savybes bei, tyrimų pagrindu, sąlygoti tokių sistemų praktinį panaudojimą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Stiklas – kieta amorfinė medžiaga, plačiai naudojama dėl optinio skaidrumo bei terminio ir cheminio atsparumo. Iš stiklo gaminami optiniai lęšiai, veidrodžiai, liečiamieji ekranai, integrinės optikos prietaisai. Eksploatacijos metu stiklo paviršiai dažnai užsiteršia, o kontaktuodami su šilta ir drėgna aplinka yra linkę rasoti. Dėl to prastėja optinis pralaidumas, atsiranda vaizdo iškraipymai. Siekiant padidinti veikimo efektyvumą ir prailginti prietaisų tarnavimo laiką, kuriami nerasojantys, savaime besivalantys, antirefleksiniai stiklo paviršiai, kurių funkcionalizavimas atliekamas keičiant paviršiaus morfologiją bei cheminę sudėtį. Toks paviršiaus modifikavimas gali ženkliai pagerinti optines savybes, tačiau galutinis rezultatas labai priklauso nuo funkcionalizuojamo stiklo rūšies ir cheminės sudėties. Pasigendama sisteminių studijų, analizuojančių įvairių faktorių įtaką. Šio darbo tikslas – įvairių rūšių stiklo paviršių funkcionalizavimas ir dėsningumų analizė, siekiant sumažinti paviršinius atspindžius ir pakeisti stiklo vilgumą, taip užtikrinant paviršių savaiminį valymąsi, nerasojamumą bei pagreitinant susiformavusio ledo tirpimą. Atlikus planuojamus tyrimus, bus sukurti pažangūs, užsiteršimui ir aplinkos poveikiui atsparūs funkciniai stiklo paviršiai optiniams taikymams.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaraisiais metais tiriamas platus multiferoinių medžiagų ir struktūrų tinkamumas technologiniam pritaikymui. Pagrindinis iššūkis kol kas yra šių medžiagų suderinamumas su silicio technologijomis. Dauguma tradicinių perovskito feroelektrikų yra nesuderinami su metalo oksido-puslaidininkio (CMOS) technologija. Be to, perovskito oksidų feroelektrinės savybės dažnai pablogėja sumažėjus plėvelės storiui, todėl kompozicinė struktūra nanoskalėje tampa nepraktiška. Tai yra pagrindinis rodiklis, kodėl šio tipo atmintys nedominuoja pasaulyje. Pastaruoju metu aliuminio skandžio nitrido (AlScN) plėvelėse buvo aptiktas feroelektriškumas, kuris gali padėti spręsti pirmiau minėtus iššūkius. Skirtingai nei tradiciniai feroelektrikai, (AlScN) pagrindu pagamintos feroelektrinės plonos plėvelės išlaiko feroelektrines savybes iki keliolikos nanometrų storio, koercinis laukas šiems sluoksniams neviršyja pramūšimo vertės, o tai yra pagrindinis didelio tankio atminties elementų formavimo rodiklis. Nežiūrint daugelio tyrimų gausos, lieka daug neatsakytų technologinių ir mokslinių klausimų, susijusių su šių sluoksnių mikrostruktūra, degradacija, reakcija su padėklo medžiagomis ir kt. Pasaulyje atlielami tyrimai parodė, kad feroelektrinės ir magnetoelektrinės šių sluoksnių savybės priklauso nuo sintezės metodo, sąlygų ir priemaišų, kurios padidina kristalinės gardelės iškraipymą ir tuo pačiu feroelektrines savybes. Darbe bus vykdoma AlScN sluoksnių sintezė reaktyviojo magnetroninio dulkinimo būdu, įterpiant pereinamųjų metalų priemaišas (Zr, Nb, Ni, Co) ir sluoksnių multiferoinių savybių priklausomybės nuo jų tyrimas.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Naujausi organinės optoelektronikos pasiekimai, susiję su organiniais šviestukais (OLED) patvirtino, kad ekonomiškai naudinga tobulinti ir kurti naujas elektroaktyvias medžiagas, taip pat vystyti OLED technologijas. Mažo ploto OLED displėjai optoelektronikos rinkoje jau sudaro šimtus milijonų dolerių. Didelio ploto OLED vaizduokliai veržiasi į televizijos rinką. Pastaruoju metu baltos šviesos prietaisai jau pritaikomi apšvietimo technologijoms. Paminėtų technologijų proveržis ir vystymasis neišvengiamai susijęs su naujais moksliniais ir taikomaisiais tyrimais. Šio projekto tikslas- pagaminti keletą grupių naujos sandaros polimerinių, dendrimerinių ir šakotų plačiatarpių darinių, kurie tarnautų kaip termostabilios matricų medžiagos arba emiteriai TADF šviestukams. Daugiasluoksnių prietaisų optimizavimui ir efektyvumo padidinimui susintetinti keletą grupių skylinių puslaidininkių, kurie naudojami daugiasluoksnių šviestukų pagalbiniuose krūvių pernašos sluoksniuose.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šis doktorantūros projektas skirtas laboratorinių perovskitinių saulės elementų (PSE) gamybos procesų optimizavimui, naujų medžiagų (C60 alternatyvų) panaudojimui siekiant pagerinti stabilumą ir efektyvumą, bei praradimų, atsirandančių elektronų transportinės medžiagos/perovskito sluoksnių sandūroje, analizei. Darbas vyks šiuolaikinius standartus atitinkančioje laboratorijoje, apjungiant procesų vystymą, medžiagų testavimą ir charakterizavimą, siekiant pažangos PSE technologijose.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šis tyrimo tikslas tobulinti organinius šviesos diodus (OLED) kuriant naujus, metalų neturinčius fluorescuojančius spinduolius su ilgesniu švytėjimo laiku, siekiant įveikti dabartines OLED technologijos efektyvumo ir medžiagų ilgaamžiškumo ribas. Naudojant organinius puslaidininkius dėl jų lengvumo ir lankstumo, projekte bus sintetinami nauji donorų-akceptorių junginiai ir tiriamos jų optoelektroninės savybės taikant teorinius bei eksperimentinius metodus. Šios medžiagos bus testuojamos OLED prietaisuose, deguonies jutikliuose ir fotodetektoriuose. Tyrimo rezultatai bus skelbiami aukšto reitingo mokslo žurnaluose ir pristatomi tarptautinėse konferencijose. Doktorantui taip pat bus suteikta galimybė atlikti ilgalaikes stažuotes partnerinėse tyrimų institucijose Vokietijoje, Lenkijoje, Prancūzijoje, Latvijoje ir JK.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Fotovoltinių prietaisų  sritis pastaruoju metu ypač sparčiai tobulėja, nes buvo padaryta didelė pažanga tobulinant skyles transportuojančias medžiagas. Tolesnis perovskitinių saulės elementų (PSC) technologijos progresas ir stabilumas labai priklauso nuo naujų efektyvių organinių skyles transportuojančių medžiagų, kaip alternatyvos įprastiniam Spiro-OMeTAD skirtų nelegiruotiems sluoksniams, paieškos. Tikimasi, kad dėka naujų tikslinių medžiagų padidėtų organinių šviesos diodų (OLED) ir PSC stabilumas, kas leistų išjudinti prietaisų komercializavimo galimybes. Tikslas –  ištirti naujų efektyviuose organiniuose šviesos dioduose ir/ arba perovskitiniuose saulės elementuose kaip skyles transportuojantys junginiai panaudojamų organinių puslaidininkių fotofizikines, krūvio pernašos (TOF ir CELIV metodai), savybes bei stabilumą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Jautrios deguoniui medžiagos, kurios sužadintos gali egzistuoti tripletinėje būsenoje, yra įdomios daugelyje pritaikymo sričių, tokių kaip medicina, biotechnologija, aplinkos analizė, maisto pramonė ir kt. Projekto tikslas – susintetinti naujus deguoniui jautrius darinius, ištirti ir palyginti gautų junginių fotofizikines savybes. Sėkmingai įgyvendinus projektą, bus sukurtos naujos ir efektyvios daugiafunkcinės medžiagos, kurių taikymas gali būti aktualus efektyvių deguonies jutiklių kūrimui. Gauti rezultatai bus pristatyti tarptauti nėse konferencijose bei paskelbti žurnaluose su cituojamumo rodikliu įtrauktuose į Web of Scienceduomenų bazę.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Raudonųjų ir artimųjų infraraudonųjų (NIR) spindulių organiniai spinduliai suteikia didelį potencialą optoelektronikos srityse, pavyzdžiui, organinių šviesos diodų ekranuose, biomedicininiuose jutikliuose ir optiniuose duomenų perdavimo sistemose. Šie spinduoliai yra ypač vertingi dėl jų gebėjimo efektyviai generuoti šviesą raudonojo ir NIR spektro srityse, kurios yra svarbios prietaisams, pasižymintiems mažu energijos suvartojimu ir ilgesniu eksploatavimo laiku. Tyrimų metu bus sintetinami ir tiriami nauji junginiai, turintys praplėstą konjuguotą pi-elektronų sistemą, bei donorines ir akceptorines grupes. Taip pat bus kuriami stabilūs raudonieji ir NIR organiniai radikalai, skirti naujos kartos technologijoms.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šviesos sąveika su rezonansinėmis struktūromis įgalina nekontaktinius matavimus, kurie gali būti naudojami aptinkant kontaktuojančios terpės pokyčiams, teršalams ar specifinio prisijungimo prie paviršių įvykių stebėsenai. Tvarkių, fotoninėmis savybėmis pasižyminčių struktūrų formavimas yra galimas naudojant saviranką iš koloidinių tirpalų ant specialiai paruoštų paviršių su atitinkamo dydžio kliūtimis. Šis metodas praktiškai be klaidų leidžia suformuoti periodines struktūras sudarytas iš vienodų matmenų plazmoninių nanodalelių. Tokie masyvai, arba kitaip metapaviršiai, dėl paviršiaus gardelės rezonanso pasižymi aiškiai išreikštomis didelio kokybės koeficiento sugerties smailėmis. Tokioms struktūroms sąveikaujant su skirtingomis terpėmis, dėl efektyvaus lūžio rodiklio struktūroje, keičiasi rezonansinės sugerties smailių padėtis – optinis jutiklis. Šio darbo tikslas sukurti savirankos metodais grįstą detektavimo platformą skirtą specifinės sąveikos optiniams jutiklimas. Tyrimai leis optimizuoti nanodalelių ir jų masyvų geometrijas bei medžiagiškumo pasirinkimus siekiant išgauti aštrias rezonansines smailes regimajame diapazone. Taip pat bus siekiama pritaikyti šiuos nanodalelių lustus modelinių ir realių teršalų detektavimui. Doktorantūros tematika yra siejama su rengiama MSCA doktorantūros tinklų projekto paraiška.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Spinelio feritai turi bendrą formulę MFe2O4, kur M (Mg, Ni, Co, Zn ir kt.) yra dvivalentis jonas ir užima oktaedrinę arba tetraedrinę vietą, o Fe yra trivalentis jonas ir užima oktaedrines vietas. Spinelio feritai yra plačiai naudojami įvairiose srityse, tokiose kaip dujų jutiklis, elektrodų medžiagos, mikrobangų technologija, ir katalizės reakcijose. Šie taikymai yra glaudžiai susiję su unikaliomis fizinėmis ir cheminėmis savybėmis. Moksliniame tyrime norima tirti špinelio feritus, kurių bendrą formulę MFe2O4, kur M ( Ni, Co, Zn) kristalinės struktūros oksidus, kurie pasižymi magnetinėmis savybėmis, bei kaip jos keičiasi įvedant kitų medžiagų priemaišas. Špinelio struktūros oksidų sluoksniai, bus auginami vakuuminio reaktyviojo fizikinio nusodinimo „sluoksnis po sluoksnio“ ir vienalaikiu nusodinimo metodu ant 400-700oC temperatūros padėklų. Tam bus naudojama originali KTU Fizikos katedros laboratorijoje sukonstruota įranga, leidžianti sintezuoti aukštos stechiometrijos daugiasluoksnes struktūras.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šis tyrimas skirtas tvarių ir veiksmingų tauriųjų metalų nanodalelių išgavimo iš panaudotų vandenilio kuro elementų metodų kūrimui, sprendžiant svarbiausias išteklių trūkumo ir atliekų tvarkymo problemas. Tokie taurieji metalai kaip platina ir paladis yra būtini kuro elementų kataliziniams procesams, tačiau jų didelė kaina ir ribotas prieinamumas sudaro dideles kliūtis plačiai taikyti vandenilio energijos technologijas. Šių vertingų medžiagų, gautų iš nebenaudojamų kuro elementų, perdirbimas yra perspektyvus sprendimas, atitinkantis žiedinės ekonomikos principus. Šiuo tyrimu siekiama diegti ekologiškus ekstrakcijos metodus, optimizuoti išgavimo rodiklius ir užtikrinti, kad išgautas nanodaleles būtų galima pakartotinai naudoti. Tikimasi, kad bus sukurtas keičiamo masto procesas, kuris sumažins poveikį aplinkai, sušvelnins ekonomines kliūtis ir palaikys tvarų švarios energijos technologijų augimą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Grafenas, tai dvimatės (2D) nanoanglies medžiaga, anglies atominių šešiakampių monosluoksnis. Jis pasižymi rekordiniais elektronų ir skylių judriais bei kitomis unikaliomis savybėmis. Tarp daugelio galimų taikymų yra grafeno panaudojimas vietoje metalo Šotkio kontaktuose arba kaip itin plonas kanalas lauko tranzistoriuose. Tokie taikymai labai svarbūs gaminant naujus biojutiklius ir fotojutiklius. Iki šiol grafenas buvo sintezuojamas ant katalizinių Ni arba Cu plėvelių paskui jį pernešant ant reikiamo padėklo. Tai reikalaujanti daug laiko ir sudėtinga procedūra, keičianti grafeno bei grafeno-puslaidininkio ir grafeno-dielektriko sąlyčių savybes. Šiame darbe grafenas bus plazma aktyvuotas būdais sintezuojamas tiesiogiai ant dielektrikų paviršių. Bus tiriama auginimo sąlygų įtaka sintezuoto grafeno struktūrai ir grafeno struktūros, sudėties bei elektroninių savybių poveikis lauko tranzistoriaus tipo jutiklių charakteristikoms.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Projekto tikslas – sukurti naujus technologinius metodus, siekiant gauti antifrikcines, sukietintas nanodalelėmis medžiagas, kurių pagrindą sudaro titano bei kitų metalų ir nemetalų lydiniai, pasižymintys aukštu atsparumu karščiui, tvirtumu ir ilgaamžiškumu, skirti naudoti orlaivių ir raketų gamyboje. Kompozitinių medžiagų gamybai bus naudojami tokie procesai, kaip aukštos įtampos elektrinės iškrovos poveikis pradiniams milteliams, miltelių sukepinimas kibirkštinės plazmos metodu. Bus tiriamos mechaninės ir fizikinės naujų kompozitinių medžiagų savybės, sandara, keičiant technologinius proceso parametrus. Sukūrus šias medžiagas, bus galima gaminti komponentus aviacijai, trinties ir antifrikcinius kompozitus, dispersiškai sukietintus nanodalelėmis, su padidintu termostabilumu, stiprumu ir atsparumu dilimui, išlaikant plastiškumą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaruoju metu intensyviai plėtojant ir diegiant aukštąsias technologijas, tokias kaip mikroelektronika, optoelektronika, nanotechnologijos ar biotechnologijos, sparčiai auga poreikis tikslių ir mažų detalių lanksčiai gamybai iš tvarių polimerų. Tam puikiai tinka optinio 3D spausdinimo technologijos, kuriose iš naftos gaunamų medžiagų pakeitimas medžiagomis, gaunamomis iš atsinaujinančių žaliavų, ypač tinkamų perdirbamų ir perpanaudojamų polimerų gamybai, duotų ekologinės ir ekonominės naudos. Šio darbo tikslas – iš augalinės kilmės medžiagų sukurti naujus tvarius fotopolimerus, kurie būtų tinkami optiniam 3D spausdinimui. Darbo metu bus sukurtos šviesai jautrios dervos iš įvairių augalinės kilmės monomerų, optimizuota jų sudėtis ir fotopolimerizacijos sąlygos, Bus tiriama gautų fotopolimerų struktūra ir savybės, perdirbamumas ir perpanaudojamumas. Atrinktos augalinės kilmės medžiagų kombinacijos bus išbandytos optiniuose 3D spausdinimo įrenginiuose ir pasiūlytos komercializacijai. Doktorantūros studijų metu planuojamos stažuotės kitų Europos šalių universitetų laboratorijose. Tyrimo rezultatai bus publikuojami mokslo leidiniuose, referuojamuose Web of Science duomenų bazėje, pristatomi tarptautinėse konferencijose arba patentuojami, ir pristatomi plačiajai visuomenei.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Tekstilės pramonėje ir moksle šiuo metu pagrindinis dėmesys yra skiriamas tvarių tekstilės gaminių, pasižyminčių specializuotu funkcionalumu, kūrimui, tyrimui ir gamybai. Kuriant funkcinius tekstilės gaminius pasitelkiami žiedinės ekonomikos principai ir tekstilės gamybos technologijos, projektavimo metodai bei nauji funkciniai pluoštai. Erdvinės tekstilinės struktūros smarkiai išplečia funkcionalumo ribas, leidžia gauti baigtinę gaminio formą, taip ženkliai taupomos žaliavos, mažinami atliekų kiekiai. Erdvinėse tekstilinėse struktūrose yra galimybė suderinti skirtingus pluoštus, tekstilinius ir netekstilinius siūlus, pynimus. Tačiau tokia sudėtinga struktūra apsunkina modeliavimo ir projektavimo procesus, yra daug neišspręstų modeliavimo ir atskirų savybių tarpusavio derinimo bei prognozavimo klausimų.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Vandens ekosistemų tarša mikro/nanoplastikais bei Per- ir poli-fluoralkilintomis medžiagomis dar vadinamomis „amžinaisiais teršalais“, įskaitant geriamąjį vandenį, tapo itin svarbia problema žmonių sveikatai ir aplinkos gerovei. Šio tyrimo tikslas sukurti pigius bei patikimus mikroskysčių prietaisus jautriam teršalų aptikimui skysčiuose naudojant lazerių struktūruotą porėtą membraną. Vykdant tyrimus bus siekiama parinkti porėtas popieriaus membranas bei jų lazerinį poveikį siekiant efektyviai valdyti analičių tėkmę. Bus vystomos kolorimetriniam aptikimui tinkamos nano medžiagos specifinės sąveikos su teršalais vizualizavimui. Galiausiai bus siekiama išvystyti popierinį mikroskysčių prietaisą teršalų aptikimui skysčiuose. Tikimasi sukurti bei apibūdinti kolorimetrinį mikroskysčių jutiklį, kuris gali būti pritaikomas įvairių teršalų aptikimui. Doktorantūros tematika yra siejama su rengiama MSCA doktorantūros tinklų projekto paraiška.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

ZnO nanostruktūros, tokios kaip ZnO tetrapodai (ZnO-T) sulaukė didelio dėmesio moksliniame pasaulyje dėl unikalių savybių bei plačių pritaikymo galimybių elektronikoje, tačiau integravimas į funkcines medžiagas išlieka problema. ZnO-T turi savybę savaimę rinktis į tinklus, kurie gali būti panaudoti jutikliams ir neuromorfinės elektronikos (NE) vystymui. NE yra tarpdisciplininė sritis, skirta kurti elektronines sistemas, atitinkančius žmogaus smegenų struktūrą ir funkcijas. Jos komponentai dažnai apima dirbtines sinapses ir neuronus surenkamus į sudėtingas sistemas, panašias į biologinius neuroninius tinklus, leidžiančius efektyviai apdoroti sudėtingus duomenų šablonus, NE naudoja daug mažiau energijos lyginant su klasikine elektronika, be to jos lygiagretaus apdorojimo principai labiau tinkami dirbtinio intelekto vystymui ir robotikai. Šiuo metu testuojamos įvairios NE platformos. ZnO tetrapodai, dėl savo unikalių puslaidininkinių savybių taikomi elektronikoje, atveria galimybes tirti į aplinką reaguojančią NE. Šiame darbe bus koncentruojamasi į savitvarkės 3D ZnO tetrapodų tinklo pagrindu besiremiančios platformos kūrimą, skirta spausdinamiems neuromorfiniems kompiuteriams ir jutikliams. Bus pasitelkiama mūsų išvystyta ZnO tetrapodų gamybos ir surinkimo technologija, nagrinėjamas inovatyvus purškimo metodas, palengvinantis surinkimą į 3D geometriją, gaunant sistemą panašią į biologinius neuroninius tinklus. Darbo rezultatai skatins pažangą NE srityje, suteiks įžvalgas į medžiagos-šviesos sąveiką sinapsių funkcijoms reguliuoti, vystys savaiminio surinkimo metodus efektyviai gamybai, kas pritaikoma skirtingose pramonės šakose. Optimizuojant ZnO tetrapodų tinklus tikimasi skatinanti efektyvesnę ir pritaikomesnę elektronikos gamybą, ypač dirbtinio intelekto sistemų srityje.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Žakardinių audinių kūrimo metu viena svarbiausių iškylančių problemų yra tinkamas audinio piešinio kompozicijos ir struktūros parinkimas. Nuo šių žakardinių audinių rodiklių parinkimo priklauso audinio audžiamumas ir elgsena audimo metu. Parinkus žakardiniam audiniui netinkamą piešinio kompoziciją ir (arba) pynimus su labai skirtingomis metmenų sąaudomis, vienos metmenų siūlų grupės gali persitempti, o kitos – atsipalaiduoti. Todėl tokio audinio audžiamumas gali būti blogas. Optimalaus žakardinio audinio kompozicijos ir struktūros varianto metmenų siūlų sąauda turėtų būti vienoda visame audinio plotyje. Tikslas yra sukurti naują žakardinių audinių kompozicijos ir struktūrinio sprendimo parinkimo metodiką ir žakardinio audinio, pasižyminčio optimaliu audžiamumu, prototipą bei jį išbandyti realiomis naudojimo sąlygomis.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šio projekto tikslas - sukurti korozijai atsparių linijinių fotoelektrinių keitiklių rastrinių plieno skalių technologiją. Ši technologija labai aktuali įmonei UAB „Precizika Metrology“ (https://www.precizika.com/), kur rastrinės plieno skalės formuojamos poliruoto nerūdijančio plieno juostoje pikosekundinio lazerio spinduliu. Lazeriu suformuotos periodinės paviršiaus struktūros (angl. „ripples“) užtikrina difuzinį šviesos atspindį ir gerą kontrastą, lyginant su veidrodiškai atspindinčiais tarpais tarp elementų. Lazeris plieno paviršiuje gali sukurti labai smulkias bangeles, kurių periodas yra nuo šimtų nanometrų iki kelių mikrometrų, tačiau problema yra tai, kad lazerio spinduliuotė iš dalies pažeidžia apsauginį nerūdijančio plieno chromo oksido sluoksnį, kuris yra labai svarbus koroziniam atsparumui. Kai šis apsauginis sluoksnis pažeidžiamas, plienas tampa jautrus korozijai. Prasidėjus korozijai, žymiai pablogėja fotoelektrinio keitiklio matavimo tikslumas, o tikslūs ir patikimi matavimai dažnai reikalingi agresyvioje aplinkoje, kuri susidaro chemijos, naftos ir dujų, energetikos, medicinos, tekstilės, jūrų, maisto perdirbimo, karinėje ir kt. pramonėje. Šiame projekte planuojama spręsti šią problemą, kuriant atsparių korozijai rastrinių plieno skalių technologiją, panaudojus žematemperatūrinį poliruoto plieno su rastriniais elementais plazminį nitridavimą azoto jonais, kurie bus generuojami naudojant naujo tipo radijo dažniu induktyviai susietą plazmos pluošto šaltinį. Šio metodo privalumas yra tai, kad azotas jonizuojamas reaktoriuje ir procesas gali būti atliekamas žemoje temperatūroje, taip žymiai sumažinant terminio plėtimosi ir po to sekančio susitraukimo efektų įtaką keitiklių matavimo tikslumui. Projekte bus tiriama nitriduotų rastrinių plieno skalių paviršiaus struktūra, morfologija, optinės savybės, atliekamas ilgalaikio atsparumo korozijai vertinimas, įvertinta plazminio nitridavimo įtaka fotoelektrinių keitiklių pirminių elektrinių signalų parametrams.