Medžiagų inžinerija

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Medinės konstrukcijos yra plačiai naudojamos statybų ir kitose pramonės šakose. Medienos populiarumą lemia jos sąlyginai nesudėtingas apdirbimas, geros fizikinės ir mechaninės savybės. Siekiant pakeisti šių konstrukcijų savybes norima linkme, mediena jose yra įvairiai komponuojama su kitomis medžiagomis – metalais, stiklu, tekstile ir kt. Kaip neigiamas medinių konstrukcijų savybes galima būtų įvardinti didelę medienos mechaninių, fizikinių savybių sklaidą, mažą atsparumą aplinkos poveikiui. Konstrukcijų savybes lemia ir įvairios kiaurymės, reikalingos tvirtinimui ar komunikacijoms. Be to, daugelis šių konstrukcijų yra masyvios, o tai susiję su didelėmis medžiagų, energijos sąnaudomis. Konstrukcijoje kiekvienas elementas lemia tam tikrą jos savybę. Taikant unikalią metodiką, galima nustatyti atskirų konstrukcijos elementų mechanines savybes. Vėliau, parenkant atitinkamų savybių medieną (žinoma, kad ir tos pačios medienos mechaninės savybės ta pačia pluošto kryptimi gali skirtis iki 2 kartų ir daugiau), ją komponuojant atitinkamai ar su kitomis medžiagomis, keičiant jungimo būdus, medžiagų santykį ar orientaciją tarpusavyje konstrukcijose, galima gauti norimas (kartais ir unikalias) jų savybes. Konstrukcijų iš medienos ir medienos medžiagų gamyboje dažnai neišvengiami lizdai, išdrožos, skylės, reikalingos detalių tvirtinimui tarpusavyje, komunikacijų pravedimui ir kt. Šie elementai dažnai pablogina visos konstrukcijos savybes. Optimizavus jų vietą ir orientaciją konstrukcijoje, galima sumažinti minėtų elementų poveikį. Daugiau informacijos teirautis tematikos vadovo.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Sprendžiant perteklinio vartojimo ir senkančių energetinių bei gamtinių išteklių problemą, aktualūs moksliniai tyrimai, kurie nukreipti į aukštos pridėtinės vertės produktus, pasižyminčius išskirtinėmis funkcinėmis savybėmis ir perdirbimo galimybėmis. Šiuolaikiniai tekstilės mokslo uždaviniai yra neatsiejami nuo tardisciplininių tyrimų, tradicinę medžiagotyrą integruojant su biotechnologijų taikymu, mikroelektronikos inžinerijos principais ir pan. Mokslinių tyrimų objektas – skirtingų savybių medžiagos, kurios jungiamos į sistemas, siekiant sukurti adaptyvius funkcinius produktus. Tyrimų tikslas – sukurti funkcines lanksčias sistemas tekstilės pagrindu, pasižyminčias geromis dėvimosiomis savybėmis ir perdirbimu. Pritaikant technologinį jungimą siūlėmis, klijuojant su tarpiniu adhezyvo sluoksniu ar lydant, galima užtikrinti ilgaamžius medžiagų junginių paketus, tačiau specialios funkcinės savybės dažniausiai kinta intensyvios eksploatacijos metu. Funkciniai tekstilės ir polimerinių medžiagų sistemų paketai kuriami siekiant padidinti apsauginės, sporto, medicininės aprangos ar jos dalių patikimumą, žmogaus saugumą ir ergonominį komfortą. Tyrimų uždaviniai: - Ištirti galimybes sudaryti patikimas skirtingos prigimties ir pynimo tipo tekstilės medžiagų junginių su elektrai laidžiomis medžiagomis (audiniai, siūlai) funkcines sistemas; - Ištirti sudarytų junginių patikimumą eksploatacijos ir intensyvios gaminio priežiūros sąlygomis, pateikti rekomendacijas junginių funkcionalumui ir ilgaamžiškumui gerinti; - Apibrėžti skirtingos prigimties medžiagų junginių aplinkosauginius aspektus ir išanalizuoti perdirbimo galimybes, pateikti rekomendacijas junginių komponentų parinkimui ir jungimo technologijoms, siekiant padidinti iškomplektavimo ir perdirbimo galimybes.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Šio projekto tikslas - sukurti, susintetinti ir ištirti naujus organinius spinduolius, pasižyminčius agregacijos sustiprintos emisijos reiškiniu, geromis krūvininkų pernašos savybėmis ir uždelstaja fluorescencija bei įvertinti šių junginių tinkamumą nebrangiems bet efektyviems organiniams šviesos diodams bei deguonies ir kitų analičių jutikliams. Bus ištirtos naujų junginių terminės, fotofizikinės, elektrocheminės, fotoelektrinės savybės bei jų sluoksnių morfologija. Bus siekiama gauti junginius pasižyminčius, geromis krūvininkų pernašos savybėmis, didele liuminescencijos kvantine išeiga kietoje būsenoje, gebėjimu sudaryti morfologiškai stabilius stiklus, pasižyminčius aukštomis stiklėjimo temperatūromis, aukštu terminiu stabilumu. Ypatingas dėmesys bus kreipiamas junginių pasižyminčių kompleksu pageidaujamų savybių sintezei: agregacijos susitprinta emisija, uždelstaja fluorescenceija ir bipoline krūvininkų pernaša.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Funkcinės tekstilės medžiagų savybės (antimikrobinės, antistatinės savybės, skysčius atstumianti, kvapus sugerianti ir t.t.), suteikiamos medžiagoms jų gamybos (kai modifikuojama žaliava) arba apdailos metu. Tekstilės medžiagos itin plačiai naudojamos medicinos pramonėje, tai ir medikų apranga, chirurginiai siūlai, išorinių/vidinių žaizdų tvarsliava, vaistų tiekimo formos, karkasai ląstelėms auginti, dirbtinės kraujagyslės, išvaržų tinkleliai ir t.t. Tyrimų metu bus kuriamos ir nagrinėjamos funkcinėmis savybėmis pasižyminčias medicininės paskirties tekstiles medžiagas.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaruoju metu, tobulėjant audinių gamybos technikai ir technologijoms, atsiranda prielaidos ir galimybės naujos struktūros audinių kūrimui ir jų aktualių savybių, priklausančių nuo audinių žaliavos ir paskirties, tyrimui. Tyrimo tikslas – sukurti naujos struktūros audinių kolekciją ir ištirti sukurtų audinių mechanines ir / arba vartojamąsiais savybes bei jų prognozavimo galimybes.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaruoju metu tiek aprangos, tiek techninėje tekstilėje tampa vis populiaresnės tekstilės medžiagos, dengtos įvairiomis dangomis. Šios dangos gali būti užnešamos ant paties gaminio apdailos procesų metu arba gali būti gaminama iš jau apdorotų šiomis dangomis siūlų. Svarbu išsiaiškinti, kuris iš paminėtų dangos užnešimo būdų yra patvaresnis ir patikimesnis. Tyrimo tikslas – ištirti įvairiomis dangomis skirtingais būdais dengtų tekstilės medžiagų vartojamųjų savybių patvarumą ir patikimumą.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Moksliniai tyrimai nukreipti į daugiafunkcių organinių ar organinių-neorganinių kompozicijų, pasižyminčių antimikrobinėmis, gydomosiomis, apsauginėmis, savaiminio nusivalymo gebėjimu ar kitomis savybėmis kūrimą bei savybių ir elgsenos tarpusavio ryšio analizę. Pagrindinės priemonės tam pasiekti ir yra teoriniai ir eksperimentiniai tyrimai bei sistemų elgsenos imitavimas ir modeliavimas.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Itin didelė femtosekundinių lazerių impulsų smailinė energija (GW eilės) įgalina naujas medžiagų mikro bei nano struktūrinimo galimybes. Nepaisant itin didelio mokslininkų įdirbio, aiškinantis medžiagų saviroganizacijos reiškinius intensyvioje lazerio apšvietoje, visuotinai pripažinti modeliai grindžiantys periodinių struktūrų formavimąsi vis dar yra fenomenologiniai. Šios tvarkios struktūros (angl. Laser induced periodical surface structures LIPSS) pasižymi rinkiniu aktualių savybių, kurios yra patrauklios įvairiems taikymams, tame tarpe: paviršiaus vilgumo valdymui, bio-suderinamumui, apsaugai nuo padirbinėjimo, kaip neatspindinčios dangos šviesos energijos surinkimui. Šio darbo tikslas - praplėsti supratimą apie intensyvių lazerio impulsų sąveikos su optiškai skaidriomis ir neskaidriomis medžiagomis dėsningumus bei pasiūlyti naujus tvarkių lazeriu suformuotų struktūrų taikymus. Darbe keliami uždaviniai: (i) parinkti ultra trumpų impulsų lazerio poveikio sąlygas užtikrinančias pageidaujamos formos saviorganizuojančias periodines struktūras; (ii) pilnai apibūdinti suformuotų nanostruktūrų savybes; (iii) ištirti jų savybių kitimo laike priežastingumą bei aplinkos įtaką (kinta paviršiaus laisvoji energija), (iv) ištirti naujas šių struktūrų taikymo galimybes neatspindinčių bei šviesos energiją kaupiančių paviršių taikymams. Atlikus šiuos darbus planuojama prisidėti prie fotonikos visuomenės supratimo apie LIPSS formavimąsi skirtingose medžiagose bei atrasti naujas jų pritaikom sritis, pvz. vandens savaiminiam valymui nuo taršos natūralioje saulės šviesoje.

---

Tyrimų tematikos aprašas.

Pastaraisiais metais, tobulėjant nanotechnologijoms ir supratimui apie nanomedžiagų plazmonines savybes, paviršiuje stiprinama Ramano sklaida (angl. SERS – Surface Enhanced Raman Scattering) sulaukia vis daugiau dėmesio kaip ypač jautrus ir plačiomis taikymo galimybėmis pasižymintis analitinis metodas tame tarpe: elektrochemijoje, analitinėje chemijoje, cheminėje fizikoje, kieto kūno fizikoje, biofizikoje ir vis plačiau - medicinoje. Neseniai buvo pademonstruota, kad Au nanodalelės gali būti naudojamos įvairių biožymenų (pvz.: Alzhaimerio ligos, vėžio) identifikavimui, herbicidų, toksinų detektavimui. Vienas svarbiausių elementų SERS spektroskopijoje yra metalų nanodariniai, kurie gali stiprinti tiriamai molekulei būdingą Ramano sklaidos signalą net iki 108 kartų. Signalo stiprinimas priklauso nuo nanodalelių cheminės sandaros, jų formos, dydžio, tankio bei tarpusavio orientacijos, ir kitų savybių. Tyrimo metu doktorantas (-ė) parinks metalų nanodalelių sintezės bei jų modifikavimo strategijas efektyviam organinių junginių detektavimui naudojant paviršiuje stiprinamą Ramano sklaidą

---

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.