Mokslinė fantastika iš kino ekranų persikelia į tikrovę

Geležinis žmogus, Žmogus-voras, Supermenas ir kiti superherojai, pasižymintys antgamtinėmis galiomis, iki šiol buvo tik fantastinių filmų kūrėjų realizuotos fantazijos. Tuo tarpu mokslas ir technologijos nestovi vietoje, o mokslininkų ir inžinierių bendradarbiavimas kuriant įvairias medžiagas – vis labiau tikrovėje sutinkamas reiškinys.

Kauno technologijos universiteto Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto (KTU MGMF) studijų programų vadovė Kristina Bočkutė tikina, jog naujų medžiagų kūrimas ir jų taikymas pramonėje ir aukštosiose technologijose atveria vis didesnes galimybes fantastikos elementus perkelti į tikrovę. „Pavyzdžiui, filmo „Geležinis žmogus“ personažas su specialiu kostiumu turi stebuklingų galių, tačiau kai kurie šios aprangos išradimai yra pagrįsti tikrove. Tarkime, šiuo metu mokslininkai tyrinėja plazmos pagrindu kuriamų ginklų ir variklių galimybes, egzoskeletai, skirti naudoti paralyžiuotiems ar galūnių netekusiems asmenims ir kariuomenėje taip pat jau vystomi“ – pasakoja K. Bočkutė.

„Ford“ automobilių gamykloje jau dabar darbuotojai naudoja lengvus, bet itin tvirtus, iš anglies pluošto pagamintus egzoskeletus. Vis dėlto superherojų gerbėjai turėtų atkreipti dėmesį, kad šie egzoskeletai nepadaro asmens stipresnio ar nesuteikia jokių antgamtiškų galių, o yra skirti „Ford“ surinkimo linijos darbuotojams, atliekantiems daug pasikartojančių judesių pakeltomis rankomis, perkelti tam tikrą svorį į darbuotojo klubų sritį atpalaiduojant spaudimą pečių juostoje ir taip sumažinant susižalojimų riziką darbe.

Geležinio žmogaus galia – medžiagose

Priešingai populiariai nuomonei, galimybė, kad Geležinio žmogaus kostiumas yra pagamintas iš grynos geležies, yra labai mažai tikėtina. Geležis nėra tokia tvirta, kaip kitos medžiagos, taip pat lengvai rūdija ir toks kostiumas būtų labai sunkus. Geležinio žmogaus kostiumas, mokslininkų teigimu, galėtų būti pagamintas iš nitinolio (nikelio titano NiTi) lydinio, turinčio didelį aukštatemperatūrinį atsparumą. Taip pat, nitinolis lengva ir labai elastinga medžiaga, todėl skraidančio Geležinio žmogaus neveikia žemės trauka ir, priešams deformavus superherojaus kostiumą, dėl medžiagos elastiškumo kostiumo forma grįžta į savo pradinę formą.  Skirtingoms Geležinio žmogaus kostiumo dalims prireikia įvairių tipų medžiagų.

Pavyzdžiui, batai-raketos pagaminti iš anglies kompozitų, kurie gali dirbti aukštose temperatūrose, kai batai-raketos šauna į viršų. Visos šios, dar 1968 metais išėjus pirmajam Geležinio žmogaus filmui, fantazija buvusios medžiagos, dabar yra plačiai taikomos įvairiose srityse.  Nitinolis, dėl savo superelastingumo ir puikaus biologinio suderinamumo su žmogaus audiniais, idealiai tinka daugeliui medicinos prietaisų, kurie yra implantuojami į kūną, pvz. aortos, arterijų stentams, dirbtiniams širdies vožtuvams, chirurginiams instrumentams. Breketus sujungiančios vielutės taip pat dažniausiai yra gaminamos iš nitinolio – vielai stengiantis grįžti į pradinę padėtį, dantys yra tiesinami. Be to, nitinolis naudojamas įvairiose mechaninėse jungtyse ar gaminant akinių rėmus. Be anglies pluošto gaminių šiandien sunkiai įsivaizduotume daugelyje pramonės sričių naudojamus gaminius, nuo kosmoso pramonės iki sportinės įrangos gaminių.

 Super medžiagų savybės

Medžiagų mokslas leidžia fundamentalių fizikos ir chemijos mokslo tyrimų metu atrastus dėsningumus ir medžiagų savybes pritaikyti taip, kad jos būtų tinkamos naudoti konkrečiose gyvenimo srityse. Šis mokslas apima keturis tarpusavyje susijusius medžiagų aspektus: medžiagos gamybos technologijas, jos struktūrą, t.y. kaip išdėstyti medžiagos atomai, molekulės ir kristalai, medžiagos atsaką į išorinį poveikį arba medžiagos savybes (pvz. įvairias mechanines, elektrines, šilumines, magnetines, optines, ir t.t. savybes) ir medžiagos taikymą, arba savybių derinį, kuris suteikia medžiagai bendrą charakteristiką įvairiose aplinkose.

„Nanomedžiagų įvairovė ir paklausa nuolat auga. Kiekviena šių medžiagų pasižymi išskirtinėmis savybėmis ir kelia tikrą revoliuciją gamybos, pramonės aukštųjų technologijų srityse. Naudojant tokias medžiagas galima kurti ne tik įvairius jutiklius ir daviklius, tačiau ir tobulinti energetikos prietaisus, įvairius įrengimus. Atsižvelgiant į mokslo ir technologijų bei inovacijų vystymosi tendencijas žinoma, kad tarpdisciplinines kompetencijas turinčių specialistų poreikis pastoviai auga. Inovatyvių tarpdisciplininių bei technologijos mokslų žinių taikymas tampa neatsiejama mokslo ir pramonės vystymosi dalis.“, – teigia KTU MGMF dekanė Bronė Narkevičienė.

KTU Matematikos ir gamtos mokslų fakultete atliekami tyrimai ir įgyvendinami moksliniai projektai reikšmingi visuomenei rūpimoms sritims: nanotoksikologijos tyrimams, nanomedicinai, aplinkos apsaugai, farmacijai, kosmoso ir karo pramonei. Fakulteto mokslininkai vykdo tyrimus kietojo kūno, plonų dangų technologijų, kvantinių sistemų, radiacinės ir medicinos fizikos, plazminių procesų ir daugiafunkcinių plonų struktūrų bei nanokompozitų tyrimų, taikomosios optikos ir fotonikos, mikrosistemų ir nantechnologijų bei kitose su medžiagomis susijusiose srityse.

 KTU MGMF rengia medžiagų mokslo ir nanotechnologijų specialistus – fakultete vykdomos dvi studijų programos, ruošiančios universalius medžiagų mokslo ir nanotechnologijų specialistus Lietuvai ir tarptautinėms rinkoms: studijų programa lietuvių kalba „Medžiagos ir nanotechnologijos“, suteikianti medžiagų technologijų bakalauro laipsnį ir unikali dvikryptė bakalauro studijų anglų kalba programa „Medžiagų fizika ir nanotechnologijos“, suteikianti fizinių ir technologinių mokslų bakalauro laipsnį.