Spaudos centras
Spaudos centras
Pasaulinės Žemės dienos proga kovo mėnesį pristatėme pirmąją dalį apie VILNIUS TECH mokslininkų darbą sprendžiant klimato kaitos pokyčius (straipsnį rasite čia).
Šiandien, Tarptautinės Motinos dienos proga, kviečiame susipažinti su kitų fakultetų mokslininkų vykdomais tyrimais ir kuriamomis inovacijomis.
Antano Gustaičio aviacijos instituto Aeronautikos inžinerijos katedros lektorius Laurynas Šišovas:
– Kokie yra pagrindiniai aplinkosaugos iššūkiai Jūsų srityje ir kaip Jūsų sritis bei kuriamos inovacijos (tyrimai) jau šiandien prisideda prie tvaresnės ateities kūrimo?
Aviacijos srityje vienas pagrindinių tvarumo iššūkių yra didelis anglies dioksido emisijų kiekis, triukšmo tarša ir priklausomybė nuo iškastinio kuro. Norint pasiekti tvarią ateitį, būtina pereiti prie alternatyvių, mažai taršių arba visai netaršių technologijų. AGAI fakultete kuriame ir tyrinėjame technologijas, kurios prisideda prie šių problemų sprendimo: vystome saulės energija varomus bepiločius orlaivius, taip siekdami sukurti ilgai ore išsilaikančias ir visiškai beemisines sistemas. Taip pat kuriame pirmąjį lietuvišką elektrinį vienvietį orlaivį, kurio tikslas – parodyti, kad mažoji aviacija gali būti ir efektyvi, ir draugiška aplinkai. Šie projektai įtraukia studentus ir mokslininkus, skatina eksperimentus, tyrimus bei į tvarumą orientuotą inžinerinį kūrybiškumą.
– Jeigu Jūs (ir Jūsų komanda) galėtumėte inicijuoti vieną tvarumo iniciatyvą, kuri padėtų kovoti su klimato kaitos iššūkiais, kokia ji būtų?
Jei būtų tokia galimybė, pasiūlytume iniciatyvą, kurios tikslas – skatinti elektrinių orlaivių ir bepiločių skrydžių integravimą į viešąsias paslaugas, tokias kaip aplinkos stebėsena, paieškos ir gelbėjimo darbai, bei logistikos sprendimai atokiuose regionuose. Ši iniciatyva ne tik padėtų mažinti emisijas ir triukšmo taršą, bet ir skatintų vietinę technologinę pažangą, ugdytų žaliąją inžineriją bei kurtų tvarios aviacijos viziją Lietuvai. Tai būtų praktinis žingsnis į klimato kaitos švelninimą, naudojant inovatyvius, jau kuriamus sprendimus.
Aplinkos inžinerijos fakulteto Tvarumo centro ekspertė, Aplinkos apsaugos ir vandens inžinerijos katedros vedėja doc. dr. Zigmontienė:
– Kokie yra pagrindiniai aplinkosaugos iššūkiai Jūsų srityje ir kaip Jūsų sritis bei kuriamos inovacijos (tyrimai) jau šiandien prisideda prie tvaresnės ateities kūrimo?
Mes, Aplinkos apsaugos ir vandens inžinerijos katedros mokslininkai, dirbdami aplinkos apsaugos inžinerijos srityje, matome bendrą aplinkosaugos situaciją ir identifikuojame bei vertiname ne vieną problemą.
Nors kiekvienas suprantame, kad vienas iš pagrindinių aplinkosaugos iššūkių dabartinėje pasaulio situacijoje yra klimato kaita, ne mažiau svarbi problema – didėjantys įvairių atliekų srautai. Deja, bet vertinant žiediškumo indeksą, Lietuva yra viena paskutinių ES šalyse. Aplinkos apsaugos ir vandens inžinerijos katedros mokslininkai, doktorantai savo moksliniuose tyrimuose jau ne vienerius metus sprendžia kaip įvairias atliekas paversti naudingais produktais, medžiagomis.
Katedros mokslininkai buvo vieni pirmųjų pradėjusių vykdyti atskirų padangų atliekų sudėtinių dalių pritaikymo triukšmo mažinimui tyrimus. Dabar atliekų panaudojimas triukšmo mažinimo konstrukcijų kūrimui spektras išsiplėtė: panaudojame ne tik plastiko, medienos atliekas, bet ir popieriaus gamybos dumblą. Be to, katedros kolegos kartu su doktorantais sukūrė inžinerinį sprendimą – garsą sugeriančias plokštes.
Taip pat katedros mokslininkai atliko ne vieną tyrimą tirdami įvairių atliekų panaudojimą statybinių medžiagų gamyboje ir modifikuotų statybos bei griovimo atliekų panaudojimą kaip įkrovą vandens kokybės gerinimo sričiai.
Katedros mokslininkai tyrimus vykdo ir su įvairiomis biologiškai skaidžiomis atliekomis. Šių atliekų tyrimai itin svarbūs, nes netinkamai tvarkant tokias atliekas, į aplinką skiriasi šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) emisijos, kurios ir sukelia klimato kaitą. Katedros mokslininkai šias atliekas „įveiklina“ biodujų gamybai.
Vienas iš dabar vykdomų katedroje mokslinių tyrimų – kaip dirvožemio kokybės gerinimui panaudoti biokuro pelenus, kurie taip pat vertinami kaip atlieka.
Tikime, kad šie tyrimai prisideda ir prisidės ne tik prie mažėjančių atliekų srautų sąvartynuose, gamtinių išteklių mažesnio vartojimo, bet ir išspręs kitas aplinkosaugines problemas.
– Jeigu Jūs (ir Jūsų komanda) galėtumėte inicijuoti vieną tvarumo iniciatyvą, kuri padėtų kovoti su klimato kaitos iššūkiais, kokia ji būtų?
Jei galėčiau inicijuoti vieną tvarumo iniciatyvą, tai būtų „Ekologinis pėdsakas: asmeninio vartojimo iššūkis“, kurios tikslas būtų skatinti žmones tapti sąmoningesniais, keisti savo vartojimo įpročius ir taip mažinti asmeninį anglies dioksido pėdsaką. Ši iniciatyva padėtų ne tik mažinti individualų poveikį klimato kaitai, bet ir įtraukti bendruomenę, skatinti sąmoningumą ir atsakomybę. Tai būtų puikus būdas sukurti pozityvius pokyčius tiek asmeniniame, tiek kolektyviniame lygmenyje. Tvarumas turi prasidėti nuo kiekvieno iš mūsų.
Mechanikos fakulteto Mechatronikos, robotikos ir skaitmeninės gamybos katedros profesorius dr. Andrius Dzedzickis, profesorius dr. Vytautas Bučinskas, vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Jūratė Jolanta Petronienė:
– Kokie yra pagrindiniai aplinkosaugos iššūkiai Jūsų srityje ir kaip Jūsų sritis bei kuriamos inovacijos (tyrimai) jau šiandien prisideda prie tvaresnės ateities kūrimo?
Vienas pagrindinių aplinkosaugos iššūkių mechanikos inžinerijos ir gamybos srityje yra produktų gamybos metu ir po jų nusidėvėjimo sukuriamos atliekos. Šiandieniniame kontekste viena didžiausių problemų yra plastiko ir elektronikos komponentų atliekos. Šią problemą bandoma spręsti įvairiais būdais: vienodinti ir standartizuoti komponentus, taikyti žiedinės ekonomikos principus, diegti tokių medžiagų surinkimo ir perdirbimo iniciatyvas.
Tačiau neužtenka vien tik ieškoti būdų, kaip pakartotinai panaudoti komponentus ar medžiagas – reikia ieškoti būdų gaminti komponentus ir produktus taip, kad juos panaudojus jie netaptų kenksmingomis ar sunkiai perdirbamomis atliekomis. Vienas tokių metodų yra naudoti natūralias, gamtoje degraduojančias medžiagas. Elektronikos ir gaminių struktūriniams komponentams gaminti būtų tinkamos biologinės, organinės ar dirbtinės biodegraduojančios medžiagos. Iš kitos pusės, norint skatinti ekologinį požiūrį į gamtą, vietinę gamybą ir pilną gaminio egzistavimo ciklą bei žiedinę ekonomiką, atsiranda poreikis kurti produktus iš žaliavų ir medžiagų, randamų ar išgaunamų vietoje. Tokiems šaltiniams būtų priskiriami masiškai Lietuvoje ir jos pajūryje randami jūros dumbliai ir geležies oksidas.
Mūsų mokslinė grupė pradėjo tyrimus, skirtus pritaikyti Baltijos jūros pakrantėje išmetamų dumblių Furcellaria Lumbricalis sintetinančių biopolimerą polisacharidą – karageniną, jutiklių gamyboje. Lankstūs jėgos ar slėgio jutikliai šiuo metu yra labai paklausūs rinkoje. Jie gali būti integruoti aprangoje ar dėvimi kaip atskiri ant kūno tvirtinami įrenginiai. Tokie jutikliai dažniausiai yra vienkartiniai ir po panaudojimo yra išmetami. Mūsų atliekamų tyrimų tikslas – sukurti biodegraduojančius, pigius jėgos ar slėgio jutiklius, gaminamus iš pigių vietinių medžiagų, kurie gamtoje suirtų nepalikdami jokių žalingų ar pavojingų liekanų bei nereikalautų specialios utilizacijos.
Atlikus daugybę išsamių tyrimų, mūsų komanda sukūrė iš šių medžiagų gaminamo jutiklio prototipą, panaudojant vietines biologines ir mineralines medžiagas. Šie jutikliai pasižymi dar viena svarbia savybe – jie saugūs žmogaus organizmui, nedirgina odos, o specialūs antiseptiniai modeliai gali saugiai sąveikauti ir su žmogaus krauju.
Taigi, apjungus karagenino ir geležies oksido medžiagų prigimties savybes, mūsų mokslinė grupė gavo puikius rezultatus. Mūsų kuriami jutikliai sudomins vartotojus, kurie neabejingi aplinkos išsaugojimui nuo technologinių atliekų. Karagenino pagrindu sukurta jėgos poveikiui jautri plėvelė įmontuota jutiklyje gali būti lengvai pašalinta, o likusios jutiklio dalys gali būti perdirbamos.
– Jeigu Jūs (ir Jūsų komanda) galėtumėte inicijuoti vieną tvarumo iniciatyvą, kuri padėtų kovoti su klimato kaitos iššūkiais, kokia ji būtų?
Siūlytume tokią tvarumo iniciatyvą, kurioje vietinės ar mūsų tirtos medžiagos galėtų būti panaudojamos struktūriniams ir integruotiems elementams kurti, pavyzdžiui, 3D spausdinimo technologijoms. Taip pat jos leistų sukurti tvarų vietinių biologinių plastmasių klasterį, nekeliantį gamybos atliekų pavojaus ir degraduojantį normaliomis aplinkos sąlygomis. Tokios medžiagos tiktų įpakavimo gaminiams, 3D prototipavimo detalėms bei spausdintinės elektronikos komponentams gaminti, pritaikomiems žiedinės ekonomikos principams realizuoti.
Iniciatyva apimtų: žaliavinės medžiagos rinkimą; biopolimerų gamybą; 3D technologijos pritaikymą šiems biopolimerams naudoti; spausdintinės elektronikos iš biokomponentų technologijos pritaikymą.
Ši iniciatyva padėtų surinkti perteklinius dumblių sąnašynus, kurie skleidžia nemalonų irimo kvapą ir atbaido poilsiautojus.
Transporto inžinerijos fakulteto Automobilių inžinerijos katedros profesorius dr. Alfredas Rimkus ir profesorius dr. Saugirdas Pukalskas:
– Kokie yra pagrindiniai aplinkosaugos iššūkiai Jūsų srityje ir kaip Jūsų sritis bei kuriamos inovacijos (tyrimai) jau šiandien prisideda prie tvaresnės ateities kūrimo?
Transporto sektorius susiduria su daugybe aplinkosaugos iššūkių. Be išmetamų kenksmingų teršalų, automobiliai, varomi vidaus degimo varikliais generuoja didelį ŠESD kiekį. Šiuolaikiniai taršos emisijų standartai privertė automobilių gamintojus įdiegti efektyvias teršalų (azoto oksidų, kietųjų dalelių, anglies monoksido, angliavandenilių ir kt.) neutralizavimo sistemas, kurios turi veikti pakankamai ilgą automobilių eksploatavimo laikotarpį.
Vis dėlto, esant netinkamam eksploatavimui ar pakankamai didelei automobilio ridai, šių taršą mažinančių sistemų funkcionavimas blogėja. Šiltnamio efektą sukeliančių CO2 dujų emisijos nėra toksiškos, tačiau turi nemažą įtaką klimato kaitai, o jų išmetimo normos taip pat yra ribojamos ES susitarimais.
Degant vidaus degimo variklių degalams (kurių gamybos šaltiniai yra iškastinės žaliavos), išmetami didžiuliai CO2 dujų kiekiai, kurių tik dalis absorbuojama augalų, o didžioji dalis – kaupiasi atmosferoje. Vis tik tam tikrais atvejais deginti angliavandenilių junginius yra racionalu, nes, pavyzdžiui, metanas, pasklidęs atmosferoje, sukuria žymiai didesnį šiltnamio efektą, nei CO2 dujos.
Automobilių inžinerijos katedros mokslininkai atlieka eksperimentinius ir skaitinio modeliavimo tyrimus, siekdami transporto priemonėms pritaikyti įvairius atsinaujinančius degalus, maišant juos su įprastiniais degalais ar naudojant grynus. Atsinaujinantys degalai (pvz., bioetanolis) savo sudėtyje turi žymiai daugiau deguonies nei benzinas, todėl geriau sudega bei sumažina ne tik teršalų emisijas, bet ir dėl mažesnio anglies kiekio degaluose sumažėja CO2 emisija. Įvertinant, kad bioetanolio gamybai naudojama žaliava augdama absorbuoja CO2, galima teigti, kad naudojant šiuos biodegalus, CO2 emisija sumažėja apytiksliai 70 proc.
Slėginio uždegimo varikliai taip pat turi įvairius mineralinio dyzelino pakaitalus. Vienas jų – hidrintas augalinis aliejus, kuriuo variklis veikia ekologiškiau ir turi mažesnę CO2 emisiją. Tačiau įvairūs atsinaujinantys degalai turi ne tik privalumų, bet ir trūkumų: skiriasi jų savybės, o tuo pačiu ir degimo procesas, todėl atliekame aktualius jų naudojimo transporte efektyvumo tyrimus.
– Jeigu Jūs (ir Jūsų komanda) galėtumėte inicijuoti vieną tvarumo iniciatyvą, kuri padėtų kovoti su klimato kaitos iššūkiais, kokia ji būtų?
Mažinant klimato kaitą, labai aktualu atsisakyti iškastinių degalų ir transporte naudoti dekarbonizuotus energijos šaltinius. Šiuo atveju tai gali būti elektra arba vandenilis. Numatant ekologiškų transporto priemonių energijos šaltinį, reikia atsižvelgti ir į CO2 emisijas gaminant automobilį, vystant atsinaujinančios energijos tiekimo infrastruktūrą. Kadangi elektromobilių, ypač didelės keliamosios galios, gamybos plėtra šio metu susiduria su sunkiai išsprendžiamomis problemomis, racionalu vystyti vandenilio energetiką transporto sektoriuje.
Vandenilis yra efektyvus energijos akumuliatorius, ypač panaudojant perteklinę elektros energiją. Automobilyje, naudojant kuro elementus, vandenilis paverčiamas į elektrą ir šis procesas vyksta be aplinkos taršos.
Tačiau dėl lėtai augančio poreikio vandenilio gamybos ir tiekimo transportui infrastruktūra dar nėra išvystyta. Siekiant intensyviau vystyti vandenilio infrastruktūrą, pereinamajame prie tvarios energijos etape, racionalu vidaus degimo variklius pritaikyti vandenilio degalams, kurie į variklį tiekiami papildomai. Automobilių inžinerijos katedros mokslininkų pradėtas vystyti „Žaliojo vandenilio panaudojimas transporto sektoriuje“ projektas numato: atlikus pradinius stendinius tyrimus, sukurti vandenilio tiekimo sistemą automobiliuose su kibirkštinio ir slėginio uždegimo varikliais ir atlikti jų eksploatacinius tyrimus.
Fundamentinių mokslų fakulteto Chemijos bioinžinerijos katedros vedėjas profesorius dr. Jaunius Urbonavičius:
Plastiko tarša yra viena didžiausių ekologinių žmonijos problemų, o bioplastikas dažnai pristatomas kaip tvaresnė jo alternatyva.
Bioplastikas yra plastiko rūšis, gaminama iš atsinaujinančių gamtos išteklių ir įvairių organinių medžiagų. Toks plastikas turi keletą svarbių privalumų: jis mažiau teršia aplinką ir palieka mažesnį anglies pėdsaką, nes jo gamybos ir skaidymo metu išskiriama mažiau anglies dioksido ir metano, taip pat bioplastikas gali būti biologiškai skaidomas, o tai suteikia alternatyvių atliekų tvarkymo galimybių. Dar vienas reikšmingas bioplastiko privalumas – jis yra suderinamas su gyvaisiais audiniais – tai ypač svarbu ir naudinga medicinos srityje, pavyzdžiui, naudojant jį implantams.
J. Urbonavičius pasakoja, kad pirmiausia bioplastikui gaminti naudotos maistinės kultūros, pavyzdžiui, kukurūzai ir cukranendrės. Tačiau šiuo metu, atsižvelgiant į tokių kultūrų panaudojimą pirmiausia maistui ir jo saugumą, vis dažniau bioplastikams gaminti naudojamos nevalgomos augalų dalys, pavyzdžiui, pluoštinės kanapės, miško pramonės atliekos ar kitos šalutinės žemės ūkio veiklos medžiagos.
J. Urbonavičius pasakoja, kad bioplastikams gaminti galima pasitelkti ir mikroorganizmus: „Tam tikros bakterijos, dumbliai ir mielės gali būti genetiškai modifikuojamos arba auginamos specialiomis sąlygomis, kad gamintų bioplastikus. Šiam procesui galima naudoti ir bioskaidžias atliekas, ant kurių augantys mikroorganizmai gamintų reikiamas medžiagas.“
Kalbant apie trūkumus, visų pirma reikėtų paminėti, kad auginant bioplastiko gamybai reikalingas augalines žaliavas, dažnai naudojami pesticidai ir trąšos. Dar vienas iššūkis – bioplastiko mechaninės savybės: kai kurie bioplastikai, pavyzdžiui, polilaktatas, yra gana trapūs, todėl reikia ieškoti būdų, kaip pagerinti jų tvirtumą, teigia J. Urbonavičius.
Anot profesoriaus, taip pat svarbu atkreipti dėmesį, kad visuomenėje yra įsigalėjęs požiūris, jog visi bioplastikai yra biologiškai skaidūs, t. y., geba savaime suirti aplinkoje, tačiau tai nėra tiesa. Į bioplastiką, kaip ir į plastiką, dažnai dedama įvairių priedų, tokių kaip dažai ar ftalatų esteriai, kurie gali būti neskaidūs ir toksiški.
„Vartotojams kol kas trūksta žinių. Kuo pavojingas mikro ir nanoplastikas jau žino dažnas vartotojas, tačiau vis dar mažai kalba apie tai, kad bioplastikai taip pat gali turėti panašų poveikį. Jei suyra nekontroliuojami, jie taip pat gali išskirti mikroplastiką, kuris gali patekti į aplinką, vandenį, maistą. Kai kuriais atvejais bioplastikai gali sukelti net daugiau žalos už įprastą plastiką, nes jie suyra greičiau ir išskiria smulkesnių dalelių“, – pabrėžia mokslininkas.
Anot jo, geras pavyzdys yra maisto pakuotės: jeigu joms gaminti naudojamas bioplastikas, jis suyra greičiau, tačiau išskiria mikroplastiką, o paprastas plastikas yra lėčiau ir ilgiau teršia aplinką.
Anot profesoriaus, Lietuvoje bioplastiko tyrimai ir gamyba taip pat nėra naujiena – tokią veiklą vykdo mokslo institutai, universitetai: „Jie atlieka mokslinius tyrimus tiek fundamentinių, tiek taikomųjų mokslų lygiu. Taip pat yra įmonių, kurios šiuos tyrimus pritaiko praktiškai – jos gauna finansavimą, skirtą bioplastiko pritaikymui gamyboje. Pavyzdžiui, yra įmonių, kurios iš kanapių pluošto gamina biokompozitus. Tokios medžiagos gali būti naudojamos įvairiose srityse: 3D spausdinimo technologijose, audinių inžinerijoje, auginant ląsteles – visa tai aktualu biotechnologijos mokslams“.