Naujienos

Vilniaus Tuskulėnų gimnazijos mokiniai atranda lazerines technologijas

Šįkart Lietuvos mokslų akademijos (LMA) skyrius „Mokslininkų rūmai“ pakvietė Vilniaus Tuskulėnų gimnazijos mokinius į „Mokslo žinių dieną“, skirtą susipažinti su lazerinių technologijų pasauliu. Edukacija vyko sausio 28 d. Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) Lazerinių technologijų skyriuje (LTS), Lazerinio mikroapdirbimo technologijų laboratorijoje. Ją mokiniams vedė LMA Jaunosios akademijos alumnas dr. Mindaugas Gedvilas, atvėręs laboratorijų duris bei pristatęs temą „Lazerinės technologijos ir jų taikymas Lietuvoje ir pasaulyje“.

Lietuva yra viena pasaulio lyderių lazerinių technologijų srityje. Manoma, kad Lietuvoje sukuriama apie 10–15 proc. pasaulio mokslinių lazerių rinkos, o lietuviški lazeriai naudojami prestižinėse laboratorijose, tokiose kaip NASA, CERN ir IBM. Stipri mokslo ir technologijų bendruomenė susiformavo aplink Vilniaus universitetą ir FTMC, glaudžiai bendradarbiaujant mokslui ir verslui. Lietuvos lazerių įmonės sėkmingai eksportuoja produkciją į daugiau nei 100 šalių ir yra svarbios tiek mokslo, tiek pramonės (puslaidininkių, medicinos) pažangai.

Apie tai, kad Lietuva itin garsėja savo lazerių pramone, dr. M. Gedvilas priminė mokiniams pačioje ekskursijos pradžioje. Įmonės „Ekspla“ ir „Light Conversion“ kuria lazerius, kurie naudojami visame pasaulyje. Laboratorija, kurioje vyko ekskursija, yra „tarpininkė tarp lazerių gamintojų ir jų naudotojų“, padedanti suprasti, kokie lazeriai tinkamiausi konkretiems procesams. Kaip pabrėžė mokslininkas, lazeriai yra vertingi tik tada, kai „jie neša naudą visuomenei“.

Vilniaus Tuskulėnų gimnazijos mokiniai Fizinių ir technologijos mokslų centre.

Lektorius papasakojo apie šalia laboratorijų įrengtus stendus, kuriuose vaizdžiai pademonstruota, kaip lazeriais atkuriamos sudėtingos gamtos struktūros – biomimetiniai paviršiai. Vienas įdomiausių pavyzdžių – ryklio odos mikrožvyneliai, kurie gali būti tiksliai atkartojami naudojant lazerinį tekstūravimą. Kaip pasakojo ekskursijos vedėjas, „su lazeriu galima sukurti praktiškai bet kokią norimą tekstūrą“. Tokios struktūros leidžia sumažinti trintį, pagerinti aerodinamiką ar net sukurti savaime nusivalančius paviršius.

Dr. M. Gedvilas atkreipė mokinių dėmesį į žurnalų „Advanced Optical Materials“ ir „Advanced Engineering Materials“ viršelių plakatus, kuriuose publikuojamos FTMC LTS mokslininkų straipsnių iliustracijos (nuotrauka viršuje).

Didelį įspūdį mokiniams paliko lazerių taikymas medicinoje. Gimnazistai sužinojo apie femtosekundinius lazerius – vieną iš nedaugelio technologijų, leidžiančių gaminti itin tikslius kraujagyslių stentus – cilindro formos mikrotinklelius, kurie išplečia kraujagyslę ir leidžia kraujui laisvai tekėti. Lazeriai taip pat naudojami mikrooptikos srityje, tikslių šveicariškų laikrodžių pramonėje, stiklo graviravimui bei mobiliųjų telefonų korpusų žymėjimui.

Aplankę lazerinio mikroapdirbimo laboratorijas, mokiniai pamatė pusiau industrines stakles, kuriose naudojami skirtingų tipų lazeriai, kurių spinduliuotė yra griežtai apibrėžto bangos ilgio ir impulsinė. Mokslininkas pabrėžė, kad femtosekundiniai impulsai leidžia momentiškai pakelti medžiagos temperatūrą daugiau nei 10 000 °C ir taip apdirbti net skaidriausią deimantą. Šis procesas vadinamas šaltąja abliacija, kai „dirbama labai intensyviai, tačiau termiškai beveik nepaveikiamas bandinys“. 

Lektorius pasakoja apie pusiau industrines, eksperimentiniams tyrimams pritaikytas stakles.

Dr. M. Gedvilas taip pat pažymėjo, kad lazerių laboratorijose vibracijos yra rimta problema. Paviršius apdirbant lazeriu ar atliekant medžiagų charakterizavimą mikroskopu, vibracijos gali sutrikdyti matavimus ir eksperimentų eigą. Todėl pastatas turi būti itin stabilus, o įranga statoma ant masyvių granito blokų, slopinančių aplinkos virpesius.

Mokslininkas atkreipė dėmesį, kad lazerinė spinduliuotė yra brangi. Dauguma lazerinių technologijų susijusios su tiksliu energijos valdymu ir spinduliuotės efektyvumu, nes „ta spinduliuotė yra labai brangi – lazeriai gali kainuoti šimtus tūkstančių eurų, o kai kurie net kelis milijonus“.

Laboratorijose taikomi itin aukšti švaros ir tikslumo reikalavimai – net nanometrinio dydžio dulkelė gali sugadinti lazerio elementą ar sumažinti optinių dangų atsparumą. Todėl skyriuje įrengtas „švaros kambarys“, kuriame oras nuolat filtruojamas galingais siurbliais ir HEPA filtrais. Dėl to ore beveik nelieka sklandančių dalelių ir netgi dingsta lazerio spindulio matomumas. Darbuotojai dėvi pirštines ir specialius apsauginius drabužius, kad būtų išvengta taršos. Lektorius paaiškino, kad tokios patalpos būtinos lazerių gamintojams ir optinių dangų specialistams.