„Geros kokybės anglinių nanovamzdelių gramas dabar beveik prilygsta aukso kainai. Lietuvoje būtų galima pastatyti tokią veikiančią aukso kasyklą, bet, atrodo, mūsų valstybei to nereikia“, - sakė „Lietuvos žinioms“ aukštųjų technologijų plėtros projekto iniciatoriai.
Praėjusių metų pabaigoje Lietuvos verslo paramos agentūra, vadovaudamasi Finansavimo sąlygų aprašu, 2008 metų kovą patvirtintu ūkio ministro įsakymu, nusprendė atmesti paraišką dėl projekto „Inovatyvių anglinių nanovamzdelių technologijų vystymo laboratorijos įkūrimas“ finansavimo kaip neatitinkančią Finansavimo sąlygų apraše nustatytų reikalavimų.
Projekto iniciatoriai ironizavo, kad pagal tokią metodiką „Microsoft“ įkūrėjas Billas Gatesas nebūtų gavęs nė cento savo pirmai įmonei, o „Nokia“ iki šiol būtų gaminusi kaliošus, jei būtų buvusi Lietuvoje. Kai tokia valstybės rėmimo sistema, pinigų būtų buvę skirta naujai kaliošų gumos liejimo linijai, tačiau nebūtų finansuotas projektas vietoj kaliošų gaminti mikroprocesorius. Išvadose tiesiog būtų buvę parašyta, kad trūksta kompetencijos, nes nė vieno mikroprocesoriaus dar neparduota.
Tarp deimanto ir anglies
„Seniausiai žinomos anglies atmainos yra grafitas ir deimantas. Chemiškai ta pati gryna, šimtaprocentinė anglis, o savybės visiškai skirtingos, - pasakojo LŽ Vilniaus universiteto (VU) Chemijos fakulteto Bendrosios ir neorganinės chemijos katedros profesorius Jurgis Barkauskas. - Anglinės medžiagos todėl ir domina įvairių sričių specialistus, nes chemiškai ta pati anglis gali suformuoti tokių skirtingų savybių medžiagas. Žinoma nemažai ir kitų anglies atmainų, pavyzdžiui, populiarieji angliniai nanovamzdeliai.“
Viena iš stabilių anglies atmainų - grafitas, kuriame anglies atomai yra išsidėstę šešiakampiais plokštumoje. Grafite tos plokštumos yra išsidėsčiusios viena virš kitos. Susukę tokią plokštumą, gausime anglinį nanovamzdelį. Deimante anglies atomai sudaro trimatį karkasą. Pasak chemiko, anglinių nanovamzdelių struktūra yra tarpinė tarp grafito ir deimanto. Būtent dėl to atsiranda ir jų unikalios savybės.
Angliniai nanovamzdeliai yra tvirčiausia medžiaga - kitos tokios atsparios tempimui struktūros nėra. Pavyzdžiui, angliniai nanovamzdeliai yra vienintelė medžiaga, kuri išlaikytų kelių šimtų kilometrų aukštyje iškeltą Žemės palydovą. Jie atlaikytų tą nepaprastai didelę išcentrinę jėgą, jei, žinoma, pavyktų tokius ilgus nanovamzdelius susintetinti.
Reikėtų pabrėžti, kad kalbama apie nanodydžius. Pavyzdžiui, šviesos bangos ilgis yra šimtai nanometrų, o anglinių nanovamzdelių skersmuo - maždaug dešimt nanometrų, t. y. dešimt milijardinių metro dalių. Per optinį mikroskopą jų neįmanoma pamatyti. Reikia elektroninių ir tik ypač aukštos skiriamosios gebos mikroskopų.
„Bendradarbiaujame su Chemijos institutu, tačiau jų mikroskopu nanovamzdeliai labai neryškiai matomi, - pasakojo mokslininkas. - Kolegos Miunchene juos mato ryškiau. Jeigu projektas būtų pajudėjęs, tokių aukštos kokybės elektroninių mikroskopų būtų įsigijusi jau pirmoji mūsų laboratorija.“
Nauja ir perspektyvu
J.Barkauskas VU Chemijos fakultete baigė analizinės chemijos studijas. Laikui bėgant pakeitė profilį, pradėjo dirbti neorganinės chemijos srityje. Naujai įsteigtoje Neorganinės chemijos katedroje atsirado galimybė pasirinkti ir naują temą. Pačioje praėjusio amžiaus dešimtojo dešimtmečio pradžioje labai perspektyvi atrodė anglies fizika ir chemija, nors apie anglinius nanovamzdelius dar niekas nekalbėjo. Mokslininkas po truputį dirbo sintetindamas ir tirdamas įvairias anglies atmainas, nes sąlygos moksliniam darbui vis dėlto nebuvo labai geros. Kai ėmė plėtotis nanotechnologijos, J.Barkausko dėmesį patraukė angliniai nanovamzdeliai. Pabandė juos sintetinti, pavyko, pradėjo taikyti ir originalias metodikas.
2000-aisiais tobulindamasis anglies chemijos srityje mokslininkas pusę metų dirbo Pensilvanijos universitete, JAV. Į nanovamzdelius dar tik buvo pradėjęs gilintis. Vėliau įsitraukė į vieną Europos Sąjungos (ES) šeštosios programos projektą. Su angliniais nanovamzdeliais susijusiame projekte dabar bendradarbiauja su danais. Pernai J.Barkauskas buvo paskirtas ES septintosios programos temos „Nanomokslai, nanotechnologijos, medžiagos ir naujos gamybos technologijos“ Lietuvos ekspertu.
„Angliniai nanovamzdeliai ir visa anglies chemija yra labai perspektyvi sritis, nes dėl unikalių savybių anglinės medžiagos visada eina medžiagotyros priekyje, - įsitikinęs chemikas. - Pavyzdžiui, grafenas - vienas nesusuktas anglies molekulių sluoksnis. Jei būtų įmanoma susintetinti gana didelę ir kokybišką tokią plokštumą, grafeno lauktų didelės perspektyvos, susijusios su elektronika, aukštatemperatūriu superlaidumu ir panašiais efektais. Grafeno tyrimai šiuo metu intensyviai plėtojami įvairiuose pasauliniuose mokslo centruose. Jei Vilniuje būtų pastatyta anglinių nanovamzdelių gamykla, ji be didelių problemų galėtų specializuotis daugelyje su nanovamzdeliais giminingų sričių. O ir tų pačių anglinių nanovamzdelių yra didelė įvairovė ir kiekvienas jų turi savo pritaikymą. Rinka būtų garantuota.“
Nuo gramų iki tonų
Prof. J.Barkauskas prisiminė, kad maždaug prieš metus verslininkai parodė iniciatyvą pamėginti naujas, inovatyvias technologijas, kurių užuomazgų yra laboratorijose, diegti į gamybą. Mokslininkams turbūt didžiausias uždavinys ar net iššūkis, kad tai, kas daroma laboratorijoje, pasiektų ir gamybą, tačiau ypač inovatyvių technologijų srityje būtinas mokslo ir verslo žmonių bendradarbiavimas.
VU Chemijos fakulteto mokslininkai supažindino verslininkus su turimu įdirbiu ir anglinių nanovamzdelių rinkos padėtimi. Verslininkams ši sritis pasirodė perspektyvi. Buvo užsakyti papildomi techniniai tyrimai, susiję ir su reikalingos aparatūros įsigijimu. Juos atliko „Kemek Ingineering“ ir kitos aukštąsias technologijas diegiančios įmonės. Taip pat buvo padaryti būsimos gamyklos brėžiniai.
„Laboratorijoje sintetiname nanovamzdelius palyginti mažais kiekiais - gramų dalimis. Gamyboje su gramų dalimis toli nenuvažiuosi. Reikėtų sintetinti bent jau kilogramais, - sakė Anglinių medžiagų mokslinės grupės vadovas. - Pas mus viskas dar tik pradinės stadijos, tad pirmiausia norėjome išbandyti pagal pateiktus brėžinius pagamintą aparatūrą ir pradėti bandomąją gamybą. Sintetinti nanovamzdelius nėra vienintelis su gamyba susijęs uždavinys, produktą reikia papildomai valyti, gryninti. Šias problemas reikėtų spręsti, jei būtų organizuojama gamyba, ir manome, kad būtų įmanoma pasitelkus viso fakulteto kolektyvą.“
Tradicinė schema, kaip nuo laboratorinių tyrimų pereiti prie gamybos, neabejotinai susijusi su vadyba. Kaip pasakojo anglinių nanovamzdelių gamyklos idėjos iniciatoriai, buvo suburta ES projekto reikalavimus atitinkanti komanda: eksporto verslo įmonė UAB „Lignum Cordis“, pasiryžusi keisti profilį ir imtis inovatyvių technologijų, tarptautinis bankas AS „UniCredit Bank“, dengiantis 50 proc. kaip rizikos kapitalo projektą, ir technologijų ekspertai, t. y. VU Chemijos fakulteto mokslininkai. Reikėjo dar Lietuvos tarpininkavimo, kad ES skirtomis lėšomis būtų dengta 50 proc. projekto. Parengus mokslinį ir technologinį projektą, „Kemek Engineering“ ir dar kelios technologinės įmonės, turinčios tarptautinę patirtį komercializuoti inovacinius projektus, parengė komercinį projektą.
Pasitikėjimo klausimu
Kaip numatė „Kemek Ingineering“ atstovai, iš pradžių projektas būtų tiriamasis. Trejus ketverius metus vyktų jo komercializavimas ir lygia greta jau antrais metais būtų galima pradėti statyti gamyklą. „Kemek Ingineering“ sukurtą bandomąjį reaktorių eksperimentais tikrintų prof. J.Barkausko komanda ir siūlytų, ką reikėtų modifikuoti. Galutinį jau tikrai geros kokybės reaktorių būtų galima tiražuoti ir diegti į gamybą.
„Lietuvos verslo paramos agentūros pateiktos išvados yra arba vaikų žaidimas, arba atsirašinėjimas, - sakė prof. J.Barkauskas apie atmesto projekto argumentus. - Ta pati iš Ūkio ministerijos tarnautojų sudaryta komanda vertina ir kaimo turizmo, ir aukštųjų technologijų projektus, nesinaudodama ekspertų paslaugomis. Lietuvoje tokios srities ekspertai ant rankos pirštų suskaičiuojami. Reikėjo kviestis iš užsienio, jei nepasitikima lietuviais kolegomis, tačiau to nebuvo padaryta. Atrodo, kad nepasitikima ir mūsų mokslininkais, net suabejota, ar iš viso įmanoma tokią medžiagą sukurti, nors iš tikrųjų angliniai nanovamzdeliai jau sintetinami laboratorijoje.“
Kai iniciatyvinė grupė pareiškė protestą ir pateikė mokslininkų sukurtus anglinių nanovamzdelių pavyzdžius, įrodančius kompetenciją, sulaukta atsakymo, kad į pateikiamą naują informaciją, kurios nebuvo vertinant paraišką, nebus atsižvelgta ir paraiška nebus svarstoma iš naujo.
Lietuvos „Nokia“?
„Nenorima atsižvelgti į tai, kad angliniai nanovamzdeliai yra unikali medžiaga, jau dabar naudojama karinės pramonės ir aviacijos srityse. Gana dideliais kiekiais (daugiau kaip 30 tonų per metus) juos kol kas gamina tik dvi įmonės pasaulyje, JAV ir Kinijoje, o poreikis kasmet padidėja po keliasdešimt tūkstančių kartų, - sakė projekto iniciatoriai. - Didžiulis projektas galėtų tapti Lietuvos „Nokia“, jei būtų įgyvendintas, nes nanovamzdelių perspektyvos yra milžiniškos ir prie šios medžiagos gamyklos galėtų kurtis dar daugybė gamybos įmonių.“
Pavyzdžiui, paprasčiausias būtų anglinių nanovamzdelių kaip tvirtinančios medžiagos panaudojimas. Kaip geležiniai strypai sutvirtina betoną ir gelžbetonis jau yra kelis kartus stipresnė medžiaga, taip nanovamzdelių pluoštas galėtų sutvirtinti betoną ir leistų septynis kartus sumažinti jo poreikį bet kuriame pastate. Reikėtų gerokai mažesnių sąnaudų, gerokai mažesnės būtų apkrovos, padidėtų pastato patvarumas. Tempimui atspariausi nanovamzdeliai visiškai pakeistų tiltų ir aukštybinių konstrukcijų statybos technologijas, ir šioje rinkoje jų poreikis būtų milijonai tonų. Angliniai nanovamzdeliai paklausūs ir plėtojant aplinkos neteršiančias atsinaujinančios energijos technologijas. Jie gali sugerti didelį vandenilio kiekį, todėl yra perspektyvūs kuro elementuose ir kituose energijos gamybos įrenginiuose, kurie nedidina anglies dioksido išmetimo į atmosferą. Nustatyta, kad anglies dioksidas yra didžiausias šiltnamio efekto kaltininkas ir visuotinio klimato atšilimo laikais anglies dioksido problema yra iš tikro aktuali.
Angliniai nanovamzdeliai galėtų būti sėkmingai taikomi ir gerokai daugiau sričių. Svarbiausias klausimas, ar galima atpiginti anglinių nanovamzdelių gamybą. Projekto sumanytojai įsitikinę, kad ji būtų gerokai atpiginta, jei viską pavyktų įgyvendinti taip, kaip yra projektuojama. Protas nėra skirstomas pagal valstybes, ir Lietuvoje yra žmonių, kurie gali padaryti ką nors geriau nei kas kitas pasaulyje. Pavyzdžių jau turime. Lietuvoje gaminami unikalūs lazeriai. Į pasaulinę rinką išsiveržė ir biotechnologijos įmonė „Fermentas“. Tokių įmonių galėtų būti ir daugiau, jei valstybė ryžtųsi plėtoti naujas technologijas. Žinovų teigimu, pasaulio rinkoje pelningas yra tik naujų technologijų verslas ir rizika investuoti į senas pramonės šakas ar žemės ūkį yra gerokai didesnė, tačiau mūsų šalyje dažniausiai finansuojami tokie projektai, kur inovacija suvokiama kaip mažytis seno prietaiso pataisymas, o į iš esmės inovacinius projektus nekreipiama dėmesio. Jie žlugdomi, nes nustatomos sąlygos, kaip bus finansuojamos inovacijos, kai visame pasaulyje inovaciniai projektai išauga prie universitetų, naujas verslas - prie mokslinių institucijų. Inovatyvių technologijų plėtros iniciatorių įsitikinimu, ekonomikos raidai paskatinti reikia keisti finansavimo metodiką, nes nusistatę neteisingas žaidimo sąlygas visada pralošime. Reikia teikti pirmenybę naujiems verslams ir mokslo idėjoms, nes esanti praktika yra ne ta, kuri gali garantuoti valstybės ateitį.
Milda Kniežaitė
