Lankstus atminties raktas ar ekranas popieriaus lapo storio ar net plonesnis, fotoelementai, vyniojami į ritinius kaip popierius, ir kiti maži, vos akimi pastebimi daikčiukai visai netrukus turėtų tapti mūsų kasdienybe. Juk jau seniai visi varžosi, kas sukurs plonesnį, ilgiau veikiantį ir kaip įmanoma mažiau priežiūros reikalaujantį prietaisą, dar kartą patobulinsniantį mūsų gyvenimus, nustebinsiantį.  

Kol kas tokių daiktų galime pamatyti tik naujųjų technologijų pristatymuose, mugėse arba nuvykę pas mokslininkus, ką „Bernardinai.lt“ ir padarė.

Tolėliau nuo Vilniaus miesto centro, Savanorių prospekto pabaigoje, įskūręs Fizinių ir technologijos mokslų centras. Jį sudaro trys padaliniai – buvęs Fizikos institutas, Chemijos institutas ir buvęs Puslaidininkų fizikos institutas. Dabartinis centras suskirstytas į padalinius ir skyrius. „Bernardinai.lt“ lankėsi šio centro nanoinžinerijos skyriuje. Ten mus po patalpas ir laboratorijas vedžiojo, apie nanotechnologijas pasakojo skyriaus vadovas Ramūnas Valiokas.

Skyrius įsteigtas prieš penkerius – šešerius metus. R. Valiokas – jo vadovas nuo skyriaus veikimo pradžios. Naujasis skyrius tapo viena priežasčių, kodėl mokslininkas grįžo gyventi į Lietuvą. 

Pirmuose pastato aukštuose įsikūrusios mokslinės laboratorijos, o aukščiau – darbo kabinetai. Zenekos nuotrauka

Per pastaruosius keletą metų skyriuje žmonių skaičius išaugo beveik dukart: šiuo metu  nanoinžinerijos skyriuje dirba iki penkiolikos žmonių. Netikėta buvo išgirsti, kad viena iš nesiplėtimo priežasčių – kontakto su žmonėmis svarba ir nenoras tapti organizacija: „Tapus kažkuo dideliu, pats negalėčiau dalyvauti ir padėti vykdomuose tyrimuose, o tada tikriausiai kiltų klausimas, ar verta egzistuoti“, – sakė R. Valiokas.

Nors nanoinžinerijos skyrius veikia ne taip seniai, jau dabar galima sakyti, kad jis  davė rezultatų: laboratorijose atlikti darbai jau pasiekė tarptautinę mokslininkų bendruomenę, projektai skyriuje planuojami ir rengiami su kitų šalių mokslininkais, kuriami produktai, randasi verslo idėjų.  

„Vykdome projektus fizikos-biologijos-chemijos sandūroje, darome prietaisus ir medžiagas, keliaujančius į biologines ar medicinines laboratorijas, taip pat dirbame su medicininiais projektais“, – sakė R. Valiokas.

Akies ragenos implanto sukūrimo technologiją pristatanti medžiaga iškabinta centro koridoriuose. Zenekos nuotrauka

Vienas tokių projektų pavyzdžių – tobulinamas akies ragenos implantas. Kai herpes virusas pažeidžia akies rageną (tai dažniausiai nutinka vaikams ar vyresnio amžiaus žmonėms, kurių imuninė sistema silpna), žmogus apanka. O tada reikia naudoti donorų – mirusių žmonių – ragenas, kurių medikai nuolat pritrūksta.

„Tačiau dabar jiems galima implantuoti ragenas, sukurtas iš dirbtinių medžiagų. Tai – vienas retų mokslo atvejų, kai sprendimas yra elegantiškas ir sukurtas nesiremiant neetiškomis arba abejotinos etikos priemonėmis, tarkime, kamieninių ląstelių bandymais“, – pasakojo R. Valiokas.

Implantai, pasakojo R. Valiokas, naudojami Kanadoje, prie jų šiuo metu dirbama ir Švedijoje. Jie sėkmingai išbandyti klinikiniuose bandymuose (su žmonėmis), tačiau išradimą būtina tobulinti . Šiuo metu Fizinių ir technologijos mokslų centro nanoinžinerijos skyriaus ekspertai su partneriais iš užsienio siekia paskatinti dirbtinių ragenų integraciją, t.y. sumažinti implanto atmetimų skaičių.

„Mes gavome užduotį suformuoti ragenos implanto dangą. Turime padengti ją medžiagų mišiniu, skatinančiu natūralaus audinio ant implanto ataugimą“,– pasakojo R. Valiokas. Nors ant ragenos implanto paviršiaus natūralios ląstelės iš akių pakrašių atauga ir dabar, ilgainiui implantas jau nebeatskiriamas nuo akies, siekiama, kad implantas geriau prigytų.

Ramūnas Valiokas Zenekos nuotrauka

„Implantui prigyjant, kartkartėmis ant ragenų pradeda augti kraujagyslės, matomas vaizdas tampa raudonas. Siekiame tai suvaldyti. Tam turime savo metodus ir technologijas“, – teigė R. Valiokas. Ląsteles ant akies ragenos auginame takeliais, jas rikiuodami tam tikra kryptimi, ištempiant. Dažnai jų forma ir augimo kryptis nulemia jų būklę.

Antroji problema, dėl ko organizmas gali atmesti implantą – infekcijos. Gali būti, jog po operacijos, patekus infekcijai, ragena bus nepriimta. Taigi mokslininkai sprendžia, kaip nenaudojant vaistų numalšinti infekciją, t.y. kaip vaistus „įdėti“ į patį implantą, kad, atsiradus poreikiui, jie būtų panaudoti, juk be reikalo leisti vaistų nereikia, jie gali pakenkti.  

Tai – tik vieno tyrimo pavyzdys. Greta dirbantys skirtingų mokslų ekspertai nėra užsidarę tik savo laboratorijose. Jie turi bendrų projektų, savo žiniomis gali pagelbėti kolegoms.

Tarkime, Rasa Pauliukaitė, Austrijos, Šveicarijos, Slovėnijos ir Portugalijos laboratorijose dirbusi apie dešimt metų, džiaugiasi grįžusi į Lietuva ir galėdama dirbti šiame kelis mokslus jungiančiame centre.

R. Pauliukaitė naudinga lazerinininkų patirtis, nors jie ir dirba su kitos rūšies biosensoriais. Ji tiria medžiagų aptikimą maiste, t.y. sieka sukurti naujos kartos prietaisą maisto kokybės tyrimams atlikti: „Labai dažnai maisto pramonėje, gaminant produktus, į maistą pridedama kažko, ko ten būti neturėtų. Dabar naudojami sudėtingi prietaisai, tad reikia dirbti norint atrasti naujesnius ir greitesnius būdus patikrinti maisto kokybei“, - tvirtino Rasa. Jos tikslas – pasiekti, kad kiekvienas žmogus, turėdamas tušinuko ar degtukų dėžutės dydžio prietaisą, galėtų pasitikrinti, kokių pagrindinių rūšių toksinų yra jo perkamame maiste, kokių rūšių pesticidai naudoti. Tai būtų taip paprasta, kaip išsitirti gliukozės kiekį kraujyje.

 „Nors čia susieina ganėtinai skirtingos mokslo sritys, derindami jas,  gauname puikių rezultatų. Neseniai patekome į Baltijos šalių laboratorijų mokslinę infrastruktūrą jungiantį projektą“, – pasakojo R. Valiokas. Projekte dalyvaujančios laboratorijos, tarp jų ir Fizinių ir technologijos mokslų centras, sieks tapti paslaugų kitiems mokslininkams centru.

Zenekos nuotrauka

Beveik visi laboratorijose esantys prietaisai yra įsigyti už lėšas, uždirbtas projektinėje veikloje. R. Valiokas džiaugėsi, kad šis mokslo centras, priešingai nei daugelis kitų, yra savarankiškesnis ir veikia pusiau komercinėmis sąlygomis. Jei nebūtų projektų su užsienio šalimis, užsienio verslo kompanijomis ar mokslo įstaigomis, tikriausiai jo veikla nutrūktų. „Esu beveik tikras, kad bent du trečdaliai čia dirbančių žmonių išvažiuotų į užsienį“, – sakė R. Valiokas. 

Čia – pagrindinė laboratorija, naudojama nanostruktūrų surinkimui. Kaip sakė R. Valiokas, laboratorija nėra labai įspūdinga, nes daugelis nanotechnologų naudojamų metodų yra cheminiai. Tai – darbas mėgintuvėliuose. Zenekos nuotrauka

Nuotraukos centre – permatomoje dėželėje padėti padėkliukai, ant kurių vyksta dalis mokslininkų darbo. Ant padėkliuko uždedamas substratas, kuris modifikuojamas naudojant cheminius regentus, galinčius atpažinti kokį nors kraujo baltymą ar priversti ląsteles orientuotis tam tikra tvarka. Zenekos nuotrauka

Šaldytuve laikomas nanotechnologų arsenalas – pagrindinės darbo priemonės. Jame sudėti mėgintuvėliai su naudojamomis medžiagomis. Zenekos nuotrauka

Kita nanotechnologų darbo įrankių dalis laikoma spintoje. Zenekos nuotrauka

Bandinio plokštelė, padengta auksu. „Nanotechnologai mėgsta auksą, nes tai – švarus metalas, tik čia jo labai mažai. Visą auksą surinkęs, nieko nesurinktum. Tačiau mums jo užtenka“, – sakė R. Valiokas. Zenekos nuotrauka

Štai taip nuvaloma stiklo plokštelė, kuri bus naudojama bandymams. Zenekos nuotrauka

Laboratorijoje chemikalams išleidžiama palyginti nedaug pinigų (apie šimtas kitas tūkstančių kasmet, sakė R. Valiokas), stengiamasi nepirkti brangiųjų chemikalų.    Zenekos nuotrauka

Skyriuje dirba du organinės sintezės specialistai, padedantys suvokti, ko galima tikėtis iš chemikalų, daug plačiau žinantys, ką su jais galima daryti, kaip elgtis, nes nanotechnologai naudoja ir pavojinguosius chemikalus. Zenekos nuotrauka

Daugeliu atvejų darbui su mažosiomis dalelėmis skirti prietaisai ir patys yra maži. Pagal savo pirminę paskirtį nuotraukoje pavaizduotas įrengimas yra mikroskopas. Kai bandinys padedamas ant staliuko, tiriamas bandinio paviršius. Mikroskope esanti adata kaip neregio lazdelė apčiupinėja bandinio paviršių. Be to, ta adata gali veikti ir kaip dailininko plunksna ar kaip parkeris: padažius ją į atitinkamas medžiagas, regentus, galima juos padėti reikiamose bandinio vietose. Tada sukuriamos naujos struktūros, galinčios augti ir vystytis toliau. Tokį prietaisą turinčių laboratorijų yra tik kelios Europoje. Lietuvoje šis prietaisas vienintelis. Zenekos nuotrauka

Aprašytojo mikroskopo adata yra ant nuotraukoje pavaizduotų plokštelių. Zenekos nuotrauka

Ant štai tos plokštelės yra išsikišimas, ant kurio ir įmontuota adata taip, kaip parodyta paveikslėlyje. Adata plika akimi nematoma.  Zenekos nuotrauka

Šis mikroskopas skirtas stambesnėms struktūroms nei anksčiau aprašytasis. Nuotraukos centre - maža, tačiau plika akimi pastebima mikroskopo adata. Zenekos nuotrauka

Štai čia – elektronų mikroskopas. Toms struktūroms, kurios nematomos dėl šviesos bangos ilgio, „pamatyti“ naudojamas elektronų pluoštas. Mikroskope naudojama kamera, pamatanti „atšokančius“ nuo paviršiaus elektronus. Vaizdas stebimas kompiuterio ekrane. Zenekos nuotrauka

Švaraus vandens mašina aprūpina visas laboratorijas švariu vandeniu. Visos jame esančios organinės medžiagos yra suskaidomos ir filtruojamos.Tai daug geresnės kokybės vanduo nei distiliuotas. Jis neturi skonio, nes jame nėra jokių mineralinių medžiagų, taip pat – bakterijų.  Zenekos nuotrauka

Vanduo vamzdžiais paskirstomas po laboratorijas. Zenekos nuotrauka

Vanduo iškart pilamas į mėgintuvėlius, kad būtų švarus ir neužsiterštų. Zenekos nuotrauka

Į nanotechnologijų tyrimus pasaulyje žiūrima dvejopai. Vieno požiūrio atstovai tvirtina, kad nanotechnologijų mokslai paremti brangiais įrenginiais ir idealiai švariomis laboratorijomis. „Idealiu atveju turėtume dirbti švaros kambariuose, kur žmonės vaikšto apsirengę skafandrais“, – sakė R. Valiokas ir pridūrė, jog Lietuvoje tokių laboratorijų nėra.

Tačiau antrąjį požiūrį palaikantieji teigia, kad visi įrenginiai nanodalelėms, tūkstantį kartų mažesnėms už plauką, gaminti ir tirti būtų labai paprasti. Šio požiūrio atstovai tvirtina, kad technologijos turi tobulėti, nes tyrimus reikia atlikti beveik virtuvės sąlygomis. Tai itin naudinga biologiniams taikymams, nes šios kilmės medžiagos savo prigimtimi yra nešvarios: ir virusų turi, ir bakterijų. 

Fizinių ir technologijos mokslų centro nanoinžinerijos skyriuje esančios laboratorijos tikrai negalėtume pavadinti „nešvaria virtuve“: „Čia nėra tų tikrųjų buitinių sąlygų. Mes turime ir ventiliaciją, tam tikra tvarka paleidžiamą, kai nešvarus oras ištraukiamas, o švarus išleidžiamas, nėra tiesioginio sąlyčio su oru iš lauko. Naudojamos švarios dujos – azotas. Šie dalykai mus atskiria nuo buitinio lygmens“, – pasakojo R. Valiokas.

Kristina Urbaitytė

Zenekos nuotraukos