KTU mokslininkai kuria pažangias mikrosistemas

Kasdienis gyvenimas nebeįsivaizduojamas be prietaisų, sukurtų taikant mikro- ir nanotechnologijas. Jos padeda spręsti įvairias medicinos, mechatronikos, energijos gamybos, ekologijos, maisto ir kitų pramonės šakų problemas. Tobulėjant aukštosioms technologijoms, sparčiai didėja naujų mikroelektromechaninių (MEMS) ir mikrooptoelektromechaninių (MOEMS) sistemų, jų elementų bei išskirtinių savybių medžiagų poreikis.

„Viena svarbiausių ir perspektyviausių mikrosistemų taikymo sričių – naudojant MOEMS jutiklius nepertraukiamai registruoti, apdoroti ir kaupti informaciją apie žmogaus sveikatos būklę. Taip galima išvengti netikėtų negalavimų, anksčiau pradėti efektyvų gydymą ar ligų profilaktiką“, – sako Kauno technologijos universiteto (KTU) mokslininkas prof. Giedrius Janušas.

Anot jo, vienas svarbiausių MOEMS jutiklių elementų yra mikroperiodinė struktūra. Kai jos periodo ilgis sutampa su lazerio bangos ilgiu, galima diagnozuoti ligas taikant koherentinės optikos principus. Sukurti geros kokybės mikroperiodinių struktūrų kopijas – vienas iš KTU mokslininkų uždavinių.

„Sudėtingoms periodinėms mikrostruktūroms antrinti mūsų universitete buvo sukurta ir išplėtota terminio spaudimo aukšto dažnio virpesiais technologija. Ją taikant galima pasiekti itin aukštą sudėtingo profilio periodinių mikrostruktūrų atkartojamumą“, – teigia KTU profesorius Arvydas Palevičius.

Mokslininkai atlieka išsamius tyrimus, svarbius kuriant biologiškai suderinamas nanokompozicines medžiagas, siekdami jas pritaikyti realizuojant naujos kartos MEMS jutikliuose ir vykdikliuose. Vienas sudėtingiausių jiems tenkančių iššūkių – kaip pagerinti mikrosistemose naudojamų aktyvių optinių elementų (dvimačių periodinių mikrostruktūrų) jautrumą, optines bei mechanines savybes, paviršiaus kokybę ir praktiškai pritaikyti medicinoje, aplinkotyroje, biochemijos, maisto ir žemės ūkio pramonėje.

Remiantis sudėtingų tyrimų rezultatais kuriami išskirtinių savybių MOEMS elementai. KTU mokslininkų sukurti aktyvūs optiniai elementai, pritaikyti kuriant medicininio biojutiklio funkcinį prototipą. Toks biojutiklis leidžia registruoti pažeistos kūno vietos gijimo dinamiką realiame laike.

„Šiuo metu KTU mokslininkai, remdamiesi Kinijos netradicinės medicinos patirtimi, kuria itin mažą neinvazinį MOEMS jutiklį, kuris leistų pagal žmogaus radialinį pulsą įvertinti jo kasdienę sveikatos būklę. Susiejus su belaidėmis duomenų perdavimo, analizės ir energijos palaikymo mikrosistemomis būtų galima realizuoti tokio mikrojutiklio gamybą ir taikymą medicinoje. Iki šiol toks taikymas nebuvo plačiau aptartas mokslinėje literatūroje“, – pasakoja KTU profesorius Vytautas Ostaševičius.

Siekiant sukurti šį naujovišką mikrojutiklį, buvo sukurti kelių rūšių stendai. Vienas jų – kraujo pulso ir greičio matavimo eksperimentinis stendas. Atlikus eksperimentus su pacientais įsitikinta, kad pasiūlyta MOEMS koncepcija yra efektyvi. Pastebėtas aiškus pulsacijos atsikartojamumas ir užfiksuotos tipinės teoriškai apibrėžtos pirminė bei antrinė žmogaus pulso bangos. Taip pat sukurtas ir užpatentuotas ultragarsinis vidinio kraujagyslių valymo įrenginys, kuris gali būti naudojamas vidinėms kraujagyslių sienelėms medikamentiškai valyti ir jų paviršiuje susidariusioms apnašoms atsiurbti.

KTU mokslininkai prof. habil. dr. V. Ostaševičius, prof. habil. dr. Arvydas Palevičius, prof. dr. Rimvydas Gaidys, dr. Rolanas Daukševičius, prof. dr. Giedrius Janušas ir prof. dr. Vytautas Jūrėnas už pažangių mikromechaninių sistemų kūrimą, tyrimus ir taikymo galimybių įvertinimą apdovanoti 2018 metų Lietuvos mokslo premija.