Kam reikalingos akustinės bangos, kurių negirdime? (0)

Grafenas | mokslasplius.lt nuotr.

Mus nuolat pasiekia įvairiausi garsai, kitaip tariant, iš skirtingų šaltinių sklindančios akustinės bangos. Nors girdime garsus, kurių bangų ilgiai skiriasi net tūkstantį kartų, tačiau, iš tikrųjų, tai tik nedidelė garsų jūros dalis. Žemiau mūsų girdimų garsų ribos yra infragarsas, kurio dažnis mažesnis nei 20 Hz, aukščiau – ultragarsas, kurio dažnis viršija 20 tūkst. Hz.

Garsus, kurių negirdime, kuria ne tik gamta, bet ir žmogus. Tokie garsai efektyviai naudojami įvairiose srityse. Ultragarso bangos pasitelkiamos vertinant pramonės gaminių kokybę ir nustatant jų defektus (neardančioji kontrolė), ieškant objektų vandenyje (hidrolokacija), diagnozuojant ir gydant ligas (medicininis ultragarsas). Reikšmingą vietą užima ir paviršinių akustinių bangų taikymai.

Paviršinės akustinės bangos Vilniaus universitete pradėtos tyrinėti 1965 metais. Buvome pirmieji pasaulyje, kurie ištyrė ultravioletinės šviesos sąveiką su akustinėmis bangomis nitridų tipo puslaidininkiuose. Tai leido mums pasiūlyti visiškai naujus ultravioletinių spindulių jutiklius“, – pasakoja Vilniaus universiteto Fizikos fakulteto profesorius Daumantas Čiplys.

Anot mokslininko, tokie jutikliai turi daug privalumų. Iš jų svarbiausi – bekontaktis nuotolinis veikimas ir nejautrumas foninei baltai šviesai. UV jutiklių taikymo sritis labai plati – visur, kur susiduriame su ultravioletiniais spinduliais, pavyzdžiui, elektronikos ir chemijos pramonėje, sveikatos apsaugos, gynybos srityse, reikia matuoti jų dozes. UV spinduliuotė vis plačiau naudojama ir dezinfekcijai bei sterilizacijai. Naudojant liepsnos detektorius pagal UV spinduliavimą galima aptikti gaisrus ir net paleidžiamas raketas.

Mokslininkams ištyrus paviršinių akustinių bangų ir šviesos (akustooptinė) sąveiką nitridų sluoksniniuose šviesolaidžiuose, atsivėrė plačios šviesos signalų valdymo galimybės moderniuose optoelektronikos įtaisuose.

Šiuo metu didelio susidomėjimo sulaukia nanotechnologijos, kurių pagrindu kuriamos naujos medžiagos su unikaliomis savybėmis. Pavyzdžiui, grafenas – vienatomis anglies sluoksnis, kuris yra itin stiprus, lengvas ir laidus elektrai. Manoma, kad ateityje būtent jis bus naudojamas gaminant spartesnius kompiuterius, taip pat daugelyje kitų elektronikos sričių. Labai įdomūs yra savitvarkiai nanodariniai, kurie formuojasi tarsi patys, panašiai kaip biologiniai organizmai. Tokie yra porfirino – vienos kraujo sudėtinių dalių, dėl kurios jis yra raudonas – sluoksniai. Lietuvos mokslininkai vieni pirmųjų pasaulyje ištyrė paviršinių akustinių bangų sklidimą ir sąveiką nanostruktūriniuose grafeno ir porfirino dariniuose.

Anot prof. D. Čiplio, pastebėta, kad paviršinės akustinės bangos šiuose dariniuose stipriai ir sparčiai reaguoja į oro drėgmės pokyčius. Atsižvelgiant į tai, buvo sukurtas jutiklis, užrašantis žmogaus kvėpavimą, panašiai kaip užrašoma kardiograma. Toks kvėpavimo registratorius gali būti pritaikytas žmogaus būklei apibūdinti, pavyzdžiui, siekiant išvengti snūstelėjimo vairuojant.

Prof. D. Čipliui kartu su kolegomis – dr. Romualdu Rimeika ir dr. Vytautas Samulionis – už darbų ciklą „Aukštadažnės akustinės bangos feroelektriniuose kristaluose, plačiatarpiuose puslaidininkiuose ir nanostruktūriniuose dariniuose“ skirta 2014 m. Lietuvos mokslo premija. Prestižinės premijos laureatai pažangius akustinius, akustoelektrinius ir akustooptinius metodus pritaikė modernių šiuolaikinių medžiagų – feroelektriniai fosforo chalkogenidų šeimos kristalai, III-osios grupės elementų nitridai, superjoniniai junginiai, polimerų kompozitai su neorganiniais nanodariniais ir nanostruktūrinės porfirinų bei grafeno plėvelės – tyrimams.

Lietuvos mokslo premijos laureatus bei jų darbus visuomenei pristato Lietuvos mokslų akademija, įgyvendindama Europos socialinio fondo remiamą projektą „Nacionalinės mokslo populiarinimo priemonių sistemos sukūrimas ir įgyvendinimas“.