Lietuviai sukūrė unikalų mažytį lazerį – aptiks net labai mažus nuodingų dujų kiekius

Sekite TechNaujienos Google

Lietuvos Fizinių ir technologijos mokslų centro (FTMC) tyrėjai sukūrė degtukų dėžutės dydžio kvantinį kaskadinį lazerį, kurį ateityje būtų galima naudoti itin mažiems pavojingų dujų kiekiams aptikti. Rugpjūčio 14 d. pristatyta technologija skleidžia infraraudonąją šviesą, padedančią atskirti konkrečias dujų molekules. Mokslininkai ją sieja su galimybėmis gynyboje, gamyklose ir medicinoje.

Esminis pasiekimas – Lietuvoje nuo pradžios iki pabaigos pagaminti kvantiniai kaskadiniai lazeriai. Tačiau svarbu atskirti patį jau sukurtą lazerį nuo galutinio dujų detektoriaus: kad technologija taptų plačiai naudojamu produktu, FTMC dar ieško pramonės partnerių ir toliau ją tobulina. Tai nereiškia, kad parduotuvėse jau galima įsigyti lietuvišką visų nuodingų dujų matuoklį.

Pasak FTMC paskelbto pristatymo, idėją Lietuvoje pradėjo plėtoti fizikas dr. Janas Devensonas, prie darbų prisidėjo jo buvęs doktorantas dr. Karolis Stašys, dabar vadovaujantis centro gynybos projektams. Vien technologijos miniatiūrizavimas čia nėra visas laimėjimas: svarbu tai, kokio bangos ilgio šviesą lazeris generuoja ir kokias medžiagas ši šviesa leidžia atpažinti.

Kaip degtukų dėžutė galėtų „užuosti“ dujas?

Prietaiso šerdis – laboratorijoje išauginta indžio arsenido ir aliuminio stibido puslaidininkių sluoksnių struktūra. Pasak K. Stašio, jos ilgis siekia vos du milimetrus, plotis – pusę milimetro. Visa lazerio konstrukcija yra maždaug degtukų dėžutės dydžio. Dėl kristalų sluoksnių savybių ji generuoja infraraudonąją šviesą pasirinktame dažnių ruože.

Naujausi straipsniai

3 min. skaitymo • prieš 45 minutės

Europa ruošia naują priešraketinės gynybos sistemą: kokias grėsmes ji turėtų padėti atremti?

3 min. skaitymo • prieš 56 minutės

Lietuvos pasieniečiai perėmė jau 57 dronus: vienas jų gabeno net 1 000 pakelių cigarečių

3 min. skaitymo • prieš 1 val

Lietuvių mokslininkai mikroplastiką naikins šviesa ir garsu: tyrimams skirta 350 tūkst. eurų

Visi naujausi straipsniai →

Skirtingos dujos sugeria skirtingų bangos ilgių infraraudonąją šviesą. Sistema, sudaryta iš lazerio ir šviesos detektoriaus, matuotų, kiek spinduliuotės sugerta: taip būtų galima nustatyti ieškomos medžiagos buvimą. Tai nėra matoma lazerio „ranka“, gaudanti pavienes molekules, – cheminę sudėtį atskleidžia išmatuotas šviesos sugerties pokytis.

Kodėl tai aktualu? Įprasti pigūs buitiniai dujų jutikliai ne visada pakankamai jautrūs ar selektyvūs pramonės poreikiams. O laboratoriniai spektrometrai gali būti dideli ir brangūs. FTMC atstovo pateiktu palyginimu, vienas tam tikro tipo Furjė transformacijos spektrometras kainuoja mažiausiai 100 tūkst. eurų, neįskaitant papildomos įrangos. Lietuvos tyrėjų tikslas – sukurti kompaktiškesnę ir pigesnę sistemą konkrečioms dujoms stebėti.

Jutiklio pasirinkimas priklausytų nuo grėsmės. Vienas lazeris nėra universalus visų cheminių medžiagų detektorius: skirtingoms dujoms gali reikėti kitais dažniais veikiančių kristalų. Todėl vienas svarbiausių likusių uždavinių – pagaminti ir pritaikyti skirtingoms reikmėms skirtus lazerius.

Nuo pavojingų dujų iki ligų paieškos: kur praverstų išradimas?

Vienas iš FTMC įvardijamų taikymų – pavojingų medžiagų aptikimas patalpose ar lauke, įskaitant ekstremalias situacijas. Nedidelį prietaisą būtų paprasčiau gabenti į avarijos vietą nei gremėzdišką laboratorinę įrangą. Toks sprendimas galėtų būti naudingas ir kariams, kuriems svarbu laiku nustatyti cheminių medžiagų pavojų, tačiau konkrečios sistemos lauko bandymų rezultatų ir aptikimo ribų FTMC pranešime nepateikia.

Kita galimybė – gamyklų kokybės kontrolė. Pavyzdžiui, virš aerozolių gamybos linijos įrengtas jutiklis galėtų tikrinti, ar iš pakuočių neprasiskverbia konkrečios dujos. Vietoj atsitiktinės gaminių patikros būtų galima stebėti kiekvieną pro jutiklį judantį gaminį, jeigu būsimos sistemos greitis ir jautrumas atitiks tokios gamybos reikalavimus.

FTMC mini ir medicinos kryptį – savotišką „dirbtinę nosį“, kuri pagal cheminių medžiagų požymius galėtų prisidėti prie neinvazinės diagnostikos. Tai kol kas pritaikymo perspektyva, o ne patvirtintas būdas nustatyti ligą. „TechNaujienos.lt“ anksčiau rašė apie kitų Lietuvos mokslininkų kuriamą ankstyvo odos vėžio aptikimo metodą – abu projektai siekia gerinti diagnostiką, bet remiasi skirtingais tyrimų principais.

Lazerio kūrėjai neskelbia nei būsimo komercinio prietaiso kainos, nei jo pasirodymo datos. K. Stašys pažymi, kad centras šiuo metu kalbasi su verslu ir ieško partnerio, kuris padėtų technologiją paversti praktiškai naudojama sistema. Greta taikymo gynyboje ar medicinoje Lietuvos mokslininkų darbas svarbus ir dėl gamybos kompetencijos: šie lazeriai jau gaminami pačiame FTMC, o ne vien surenkami iš užsienyje pagamintų pagrindinių dalių.