Miesto faktūras lemia įvairūs medžiagų mišiniai: dirbtiniai ir natūralūs, brangūs ir pigūs, randami kiekvienoje virtuvėje ar tik laboratorijų mėgintuvėliuose. O kur dar patys miestiečiai, suregzti iš gyvų audinių, išsitepę aliejais ir kremais, įkrauti energijomis, – žmoguje vien medžiagos.
Tačiau po pokalbio su Kauno technologijos universiteto tyrėjomis dr. Virginija Jankauskaite ir Ugne Zasčiurinskaite paaiškėja, kad ir medžiagose apstu žmogaus. Aptarėme naujausius jų vykdomus medžiagų mokslo tyrimus, vyraujančias temų tendencijas ir funkcines ypatybes, kuriomis Kauno mokslininkai jau šiandien gali pagerinti mus supančias faktūras.
(Tekstas publikuotas žurnalo „Kaunas pilnas kultūros“ 2026 m. kovo numeryje „Faktūros“)
Virginija Jankauskaitė – profesorė, ilgametė mokslininkė ir KTU dėstytoja. Ugnė Zasčiurinskaitė – šviežiai gamybos inžinerijos magistro diplomą įgijusi pramoninio dizaino inžinierė. Nors natūraliai norėjosi aprašyti mokytojos-mokinės dinamiką, tarp pašnekovių ji nejuntama – Virginija teigia, kad šiandieniniai studentai, priešingai nei anksčiau, nuo ankstyvų metų įsitraukia į mokslinę veiklą, geba patys susikonstruoti tyrimams reikalingus įrankius.
Tyrėjų specializacija – polimerai (medžiagos vienetai, sudaryti iš pasikartojančių struktūrų). Sudėtingiau – daugiafunkcių polimerinių sistemų kūrimas, cheminis ir struktūrinis modifikavimas. O paprasčiau – polimero perkūrimas, jo paviršiaus, struktūros, kompozicijos pakeitimas, norint suteikti jam naują elgseną, naujas funkcines savybes. Daugiausia mokslininkės dirba su polimeriniais nanokompozitais, o pastaruoju metu yra susitelkusios į biopolimerų – keratino ir kolageno – kompozicijų kūrimą, jų pritaikymą elektrinio verpimo procesui.
Kolageno nanogijų danga, suformuota elektrinio verpimo būdu (SEM nuotraukos, didinimas: a – 1000x; b – 10000x)
Mokslo tyrimų tendencijos
Mokslinį darbą universitete dažniausiai formuoja tuo metu prieinamos finansavimo priemonės, tad ir temos tyrimams priklauso nuo tuo metu pasaulyje karštų klausimų. Tvarumas ir ekologija Europos Sąjungoje šiandien yra pagrindinis prioritetas – tad aktyviai finansuojami moksliniai projektai, susiję su atliekų perdirbimu, gyvavimo ciklo pratęsimu, energijos sąnaudų mažinimu.
Vienas iš naujausių Virginijos ir tarptautinės komandos tyrimų, kurio dalimi tapo ir Ugnės magistro darbas, – elektrinio verpimo technologijos (neaustinių medžiagų iš labai plonų gijų gavimo būdas) panaudojimas keratino ir kolageno dangų formavimui, tiek biomedicinos tikslais, tai yra žaizdų gydymui, tiek kosmetinių kaukių kūrimui. Kolagenas yra gaunamas iš mėsos, žuvies pramonės, o keratinas – iš vilnos atliekų, tad ši tema apima taip pat ir antrinę žaliavų panaudą.
Grafeno oksido (GO) nanolakštai (a) ir ant jų nusodintos sidabro nanodalelės (b)
Sidabro nanodalelių prašviečiančio elektroninio mikroskopo (TEM) mikronuotraukos
Kitose Virginijos tyrimų temose taip pat matome ekologinius klausimus: nuo sidabro nanodalelių, skirtų modifikuoti kompozicijas ir suteikti joms stiprias antibakterines, antioksidacines, priešvėžines ir kitas savybes, biosintezės, iki bioplastikų panaudojimo. Mokslininkė patikslina, kad polimerų srityje šiandien jau labiau akcentuojamas ne turimų medžiagų perdirbimas, o inovatyvių medžiagų, kurios būtų lengvai suyrančios ir neterštų gamtos, vandens šaltinių ar dirvožemio, kūrimas.
Žmonių kuriamos medžiagos žmonėms
Jei nuo tvarumo temos jau norisi vartyti akis, skubu pabrėžti, kad mokslininkių temas diktuoja toli gražu ne vien paklusimas pasaulinėms tendencijoms.
Virginija (poetiškai, bet iš tiesų – pagrįstai) teigia: „Medžiagos neegzistuoja be žmogaus. Jos konstruojamos galvojant apie vartotojo pojūčius: komfortą, saugumą, sveikatą, taršos poveikį po jų panaudojimo.“ Tarp šiandieninių inovatyvių medžiagų, mokslininkės žodžiais, mąstančių kartu su žmogumi – nuo išmaniosios tekstilės, gebančios registruoti gyvybinius parametrus ir pateikti informaciją, iki paviršių, kurie atstumia purvą, suteikia antibakterines ir gydomąsias savybes.
Ugnė prisimena: studijų metu akcentuota frazė, jog inžinierių tikslas yra pagerinti žmonių gyvenimą, parodė kryptį ir baigiamiesiems projektams. Bakalauro darbe ji kūrė žaizdų gydymui skirto aparato konceptą, o magistro studijose nuo produkto dizaino pasuko prie pačių gydomųjų medžiagų inžinerijos: tyrėja plačiau pasižiūrėjo į dangas žaizdų gydymui ir iš triušio kolageno bei vaistažolių ekstraktų formavo neaustines kosmetines veido kaukes, kurios gydo aknę ir nepalieka taršių atliekų.
Kaip kaunietiška (pasiduodu stereotipui) – žaizdų gydymas ir veido gražinimas čia taip pat netoli vienas nuo kito, kaip ir kavenskame kultūros sluoksnyje.
Lietuvos audinio atsparumas
Nuo pagalbos vienam žmogui perėjome iki visos šalies (savos ar kaimyninės) gelbėjimo. Karas Ukrainoje ir geopolitinė būklė šiandien kviečia permąstyti bene kiekvienos pramonės ar profesijos prisitaikymą ekstremaliomis sąlygomis ir ieškoti naujų naudojimo būdų turimoms technologijoms (prisiminiau duonos maišelius uždarančias vielutes, Covid-19 pandemijos metu panaudotas skubioje apsauginių veido kaukių gamyboje). Tad kaip Lietuvoje kuriamos medžiagų inovacijos galėtų pasitarnauti stiprinant šalies atsparumą?
„Kai kalbame apie saugumą ir gynybos technologijas, dažnai girdime apie dronus, šarvus, automatus, kulkas, energijos kaupimą, tačiau visų šių elementų pagrindas yra medžiagos“, – teigia V. Jankauskaitė. Mokslininkės teigimu, polimerinėmis konstrukcijomis galima pakeisti įprastas karinės pramonės medžiagas, ypač metalą, taip palengvinant ir sustiprinant konstrukcijas, sumažinant pačius gaminius. Kaip siektiną pavyzdį profesorė pateikia „Boeing 787 Dreamliner“ lėktuvą – bene pusę visų korpuso ir vidinių detalių sudaro plastiko kompozitai, tad dėl savo lengvumo jis sunaudoja mažiau degalų, išmeta į orą mažiau anglies dvideginio, skleidžia mažiau triukšmo.
Kauniečių mokslinių tyrimų rezultatai tikrai leidžia tikėti mūsų šalies gynybinio sluoksnio stiprumu. Vienas iš pavyzdžių – apsauginės dangos, galinčios padidinti atsparumą aplinkos poveikiui (taikos metu – pratęsti bendrą gaminio ilgaamžiškumą, karo metu – padidinti atsparumą korozijai) bei suteikti nedegumo savybių. Arba biomedicininės medžiagos greitesniam traumų gydymui pasitelkiant biopolimerus – abi tyrėjos dirbo komandoje, kuriančioje žaizdų tvarsčius su aktyviomis biomedžiagomis, kurios pagerina ne tik gijimą, bet ir apsaugo nuo žaizdų užteršimo, komplikacijų. O kur dar energetikos sritis – pašnekovių teigimu, už mobiliųjų telefonų revoliuciją nuo didžiulių aparatų iki kompaktiškų plokštelių didele dalimi turėtume būti dėkingi būtent polimerinių medžiagų mokslui.
Paklausus, ar šie išradimai, prireikus, būtų paruošti keliauti tiesiai į gamybos linijas, Virginija teigia, kad dažniausiai tokie tyrimai susiduria su žaliavų gavimo problema. „Mes galime gauti gerus rezultatus panaudodami tam tikras medžiagas, bet kaip tas inovatyvias medžiagas gauti dideliais kiekiais?“
Taigi, nepaisant kelių silpnesnių gijų, pokalbis įtvirtina saugumo jausmą: Kauno mokslininkai savo laboratorijose iš tiesų verpia šalies apsauginius tinklus, audžia pasaulyje pripažintas idėjas, rezga ateities pasiekimus.
Polipropileno nanogijos, elektrinio verpimo būdu padengtos želatina iš galvijų kaulų (didinimas: a – 500x; b –1000x)
Ir kaip norisi ištrinti vis dar gają tiksliųjų mokslų ir kūrybos atskirtį. Paklausus pašnekovių apie tai, kas jų darbuose kelia džiaugsmą ir skatina toliau smalsiai domėtis, Ugnė pamini ne visada lengvą eksperimentų kelią: „Būna periodų, kai visi bandymai nesiseka, tačiau įvykus esminiam proveržiui, radus tinkamą sprendimą – tas net nedidelis sėkmingas rezultatas veda į priekį.“ O Virginijos atsakymui prireiks dar geresnio mikroskopo: „Mane taip žavi, kad mažytis, gal nanometrinio dydžio cheminis pakeitimas gali pakeisti visos sistemos elgseną. Motyvuoja šitas nepaprastas ryšys tarp struktūros, paviršiaus ir funkcijos.“
Galbūt, kalbant apie miesto ar valstybės audinį, kiekvienam vertėtų matyti save kaip didelės konstrukcijos dalį, galinčią prisidėti prie visos sistemos pokyčio?