Projektu CV

Projekta mērķis ir izstrādāt inovatīvus, uz pārejas metālu elementu luminiscenci balstītus, optiskos materiālus un, balstoties uz iegūtajiem inovatīvajiem materiāliem, izveidot temperatūras sensora prototipu.
Līdz šim projektā sintezēti jauni, ar mangāna joniem aktivēti, polikristāliski aluminātu paraugi, apkopoti un izanalizēti šo paraugu elektronu paramagnētiskās rezonanses, fotoluminiscences, fotoluminiscences ierosmes spektru un dzišanas kinētiku eksperimentālo mērījumu rezultāti. Uzsākti un turpināti hroma aktivatora pētījumi kalcija aluminātos, kā arī iesākti dzelzs aktivatora pētījumi kalcija aluminātos.
Kopā ar projekta sadarbības partneri “Light Guide Optics International” tiek veidots temperatūras sensora modelis, kurā gaismas signāli tiek pārvadīti pa LGOI izgatavotajām optiskajām šķiedrām.
Šobrīd tiek pilnveidota pirmā temperatūras sensora zondes modeļa versija, kas paredzēta ierosmes signāla nodošanai un luminiscences signāla savākšanai. Norisinās darbs pie temperatūras sensora modeļa temperatūras diapazona paplašināšanas. Šī temperatūras sensora darbību neietekmēs apkārtējie elektriskie un magnētiskie lauki, kā arī citi vides faktori.
Projekta gaitā plānots publicēt četras oriģinālas pētnieciskās publikācijas starptautiskās datubāzēs (Scopus, Web of Science) indeksētos žurnālos, iesniegt vienu patentu, izstrādātā materiāla pielietojamību demonstrēt temperatūras sensora prototipā, kā arī prezentēt projekta rezultātus starptautiskās konferencēs. Projekta sākuma tehnoloģijas gatavības līmenis bija 2 (TRL 2), bet projekta noslēgumā, līdz ar prototipa izveidošanu, paredzēts sasniegt 5. tehnoloģijas gatavības līmeni (TRL 5).
Vairāk par projektu lasi šeit.

Lai sekmīgi cīnītos ar koronavīrusu mestajiem izaicinājumiem, institūta zinātnieki atsaucās React-EU uzsaukumam, kas sniedza papildu atbalstu pandēmijas seku mazināšanai. Projekta pamatmērķis ir izstrādāt testēšanas sistēmu, kas būtu īpaši piemērota SARS-CoV-2 S-proteīna ātrai noteikšanai, izmantojot virsmas pastiprināto Ramana spektroskopiju jeb SERS (Surface-enhanced Raman spectroscopy).

Industriālās izpētes projekts tiek īstenots sadarbībā ar optisko šķiedru un medicīnas izstrādājumu ražošanas uzņēmumu SIA "Ceram Optec", un šajā daudznozaru projektā pētniecība notiek gan fizikas un ķīmijas, gan materiālu zinātnes un nanotehnoloģiju jomās. LU Cietvielu fizikas institūta uzdevumi projektā ir izstrādāt aparatūras prototipu un programmatūru Ramana spektroskopijai, izstrādāt īpašu optisko šķiedru komplektāciju SERS sistēmai, kā arī testēšanas šūnu SARS-CoV-2 S-proteīna noteikšanai, kā arī novērtēt un optimizēt SARS-CoV-2 S-proteīna noteikšanas metodi.

Projekta gaitā plānots publicēt trīs oriģinālas pētnieciskās publikācijas augsta līmeņa speciālistu recenzētos zinātniskajos žurnālos, iegūt vienu Latvijas patentu, izveidot divus jauno produktu prototipus (optisko šķiedru saišķi un testa šūnu), kā arī prezentēt projekta rezultātus septiņās starptautiskās konferencēs.

Vairāk par projektu lasiet šeit.

Litija bateriju attīstība ir izmainījusi elektriskā transporta un elektrotīkla stabilizēšanas ierīču nozares. Jaunu tehnoloģiju attīstību ierobežo litija un kobalta resursu pieejamība. Atšķirībā no litija, nātrija resursi ir praktiski neierobežoti. Tāpēc ir atjaunojusies interese par nātrija jonu baterijām. Svarīga to komponente ir nātrija jonus vadošs elektrolīts. Līdz šim izmantotā šķidrā elektrolīta vietā nākamās paaudzes -nātrija polimēru akumulatoriem - tehnoloģiskāk būtu izmantot cieto elektrolītu. Šis projekts paredz attīstīt jaunus elektrolītus nātrija polimēru akumulatoriem, kuru pamatā ir membrāna - polimēru kompozīts ar jonu šķidrumiem. Kompozīta priekšrocības ir iespēja apvienot vienā materiālā cieta un šķidra materiāla īpašības. Jaunu jonu šķidrumu sintēze tiks virzīta tā, lai nodrošinātu maksimāli lielu un selektīvu nātrija jonu vadāmību, kā arī nodrošinātu samazinātu kompozīta higroskopiskumu. Projekta noslēgumā ir paredzēts jaunās membrānas izmantot, lai izgatavotu nātrija polimēru akumulatora prototipu.

Projekts tiek īstenots kopā ar LU Ķīmijas fakultāti. LU CFI uzdevumi šajā projektā ir polimēru membrānu - kompozītu ar jonu šķidrumiem sintezēšana un raksturošana, kā arī elektroķīmiskās šūnas ar metālisku nātriju un elektroķīmiska šūnas prototipa izgatavošana un testēšana.

Projekta mērķis ir izveidot jaunu litija jonu akumulatoru elektroķīmisko mērījumu kārtību. Projektā tiek attīstīti strāvas un sprieguma mērījumi un tie iet roku rokā ar dziļu izpratni par bateriju šūnas iekšienē notiekošiem novecošanās procesiem, kuri tiek analizēti ar sekojošām metodēm: XRD jeb rentgenstaru difrakciju (in-situ un ex-situ), skenējošo elektronu mikroskopiju (SEM), induktīvi saistītās plazmas atomemisijas spektroskopiju (ICP-AES), elektronu dispersijas spektroskopiju (EDS) un rentgena fotoelektronu spektroskopiju (XPS).

Zinātnieki attīsta prognostisku modeli, kas tiks pārbaudīts litija dzelzs fosfātu (LFP) un niķeļa kobalta mangāna (NCM) eksperimentālās pusšūnās un pilnās elektroķīmiskajās šūnās ar šķidro elektrolītu, kā arī komerciālās litija jonu akumulatoru šūnās. Šis modelis spēs novērtēt baterijas veselības stāvokli, ātrumspēju un mūža ilgumu, balstoties uz īsu elektroķīmisko mērījumu kopumu, kas būs ātrāks kā ierastā uzlādes-izlādes ciklēšanas metodika.

Projekta rezultātā izstrādātā kārtība ļaus veikt ātrāku elektrodu materiālu un pagatavošanas recepšu testēšanu un ļaus ātrāk novērtēt baterijas mūža ilgumu un veselības stāvokli.

Vairāk par projektu šeit.

Projekta mērķis - izveidot autonomu un enerģētiski neatkarīgu boju ūdens kvalitātes un ūdens mikroorganismu rādītāju novērtēšanai.

Jūras piesārņojums Baltijas reģionā rada apdraudējumu cilvēku veselībai, jūras organismiem un var radīt postošus ekonomisku zaudējumus. Šis projekts piedāvā tehnoloģiju ūdens kvalitātes uzraudzībai: ātru tiešsaistes un padziļinātu sālsūdens analīzi. Tehnoloģijas pamatā ir pārvietojama, autonoma, pilnībā automatizēta spektroskopijas boja ar tīklošanas iespējām, kas sastāv no trīs daļām - jaunas spektrometra ierīces, kas piestiprināta pie bojas; datu iegūšanas/analīzes programmatūras, kas darbojas uz mikrokontrollera, un mākoņa datubāzes ar paraugdatiem. Ierīces galvenais mērķis ir uz datiem balstīts ūdens kvalitātes novērtējums, kas tieši ietekmē jūras saimniecību produktus, piemēram, zivju fermas, lai gan ierīci var izmantot arī citās jomās, kur ir nepieciešami nepārtraukti ūdens kvalitātes mērījumi, piemēram, uz ekoloģiju orientētas valsts un pašvaldību organizācijas, ostas, naftas iegūšanas platformas utt.). Tehnoloģijas novitāte un tirgus priekšrocības – ievērojami samazinātas ierīces izmaksas salīdzinot ar alternatīvām, un jauna spektrometra izmantošana, kurš piedāvā plašu spektrālo diapazonu, tādējādi paplašinot detektējamo piesārņotāju klāstu.

LU CFI projektā veic visus uzdevumus: bojas prototipa izstrādi (ieskaitot datu apstrādes algoritmus, serverus un saziņas protokolus), kā arī veic komunikāciju ar industriju un tirgus analīzi veiksmīgai viedās bojas komercializācijai.

Vairāk par projekta gaitu šeit un šeit.

Projekta mērķis - izveidot tehnoloģiju un tajā balstītu mērījumu ierīces prototipu augsnes oglekļa koncentrācijas noteikšanai un testēt to reālos apstākļos lauksaimniecībā.

Zināms, ka augsnē esošais ogleklis ir būtisks augu ražībai un kvalitātei: tas atbrīvo augšanai nepieciešamās barības vielas, uzlabo augu bioloģisko un fizisko veselību, palīdz pret kaitēkļiem, darbojas kā buferis pret kaitīgām vielām un palīdz augsnē noturēt nepieciešamo minerālmēslojuma līmeni, samazinot mēslojuma patēriņu lauksaimniecībā. Lai augsnē uzturētu optimālu oglekļa koncentrāciju, nepieciešams ne vien proaktīvi veicināt oglekļa piesaisti augsnē, bet arī nodrošināt iespēju šo koncentrāciju noteikt un uzraudzīt. Šobrīd to var izdarīt, analizējot augsnes paraugus laboratorijās, taču tas ir laikietilpīgi.

Projekta rezultātā radīta jauna tehnoloģija, kurā izmantota lāzerinducētās spektroskopijas metode. Jaunajā tehnoloģijā balstītā portatīvā ierīce ļauj lauksaimniekiem bez īpašas paraugu sagatavošanas, ātri un vienkārši veikt vairākus simtus mērījumu pāris stundu laikā. Zinātnieku izstrādātā tehnoloģija ļauj ietaupīt resursus, jo ar to var noteikt augsnes oglekļa koncentrāciju visā lauksaimniecības teritorijā, lai vēlāk pievērstu uzmanību tikai problemātiskajiem apgabaliem.

Projekta laikā izveidotā tehnoloģija tika izmantota, lai iegūtu oglekļa koncentrācijas mērījumus no reāliem laukiem sadarbībā ar uzņēmumu SIA “Latvijas Grauds”.

Vairāk par projektu šeit.

Šobrīd klimata pārmaiņas un enerģijas trūkums ir izaicinājumi, kuriem efektīvus risinājumus meklē zinātne un tehnoloģijas. Neraugoties uz milzīgo brīvo enerģijas piegādi no saules, lielākā daļa pasaulē patērētās enerģijas (87%) nāk no fosilajiem kurināmajiem. Taču, pirmkārt, fosilo kurināmo krājumi ir ierobežoti un, otrkārt, tie izdala pārmērīgu CO₂, izraisot globālo sasilšanu. Dažādu jomu zinātnieki intensīvi strādā, lai palielinātu no saules iegūtās enerģijas īpatsvaru. Pašlaik tas nesasniedz pat 1% no kopējā enerģijas patēriņa. Viena no perspektīvākajām pieejām - ķīmisko reakciju vadīšanai izmantot saules gaismu un fotokatalizatorus. Saules gaismas izraisītu ūdens šķelšanu uzskata par vienu no pieejamākajām un ilgtspējīgākajām stratēģijām, lai ražotu ūdeņradi - uzglabājamu un no piesārņojuma brīvu enerģijas avotu.

Lai uzlabotu izpratni par fotokatalītiskā procesa ķīmiskajām un fizikālajām īpašībām un izstrādātu efektīvus perovskītu kristalītu fotokatalizatorus, LU CFI pētnieku komanda izmanto jaunākās zināšanas par blīvuma funkcionāļa teorijas (DFT) aprēķiniem, savukārt Slovēnijas komanda projektā nodarbojas ar daļiņu inženieriju, bet Taivānas zinātnieki sniedz pienesumu reaktora konstruēšanā.

Vairāk par projektu – šeit.

Saules gaismas spektru var atdarināt ar organisko gaismu emitējošām diodēm (OLED). Pašreiz lietojamo mākslīgās apgaismes elementu aizstāšana ar OLED varētu būt līdzeklis melanholijas vai pat pašnāvības novēršanai, jo Ziemeļvalstīs ilgajā ziemas periodā trūkst saules gaismas. Tomēr grūtības vienlaikus kontrolēt vēlamo krāsu un spilgtumu daudzus gadus ir kavējušas šī izgudrojuma turpmāko komercializāciju. Šī projekta ietvaros pētnieki spējuši izstrādāt jaunas pieejas, lai radītu dabiskajam tuvu starojumu, kas ir ne tikai krāsu temperatūras un spilgtuma ziņā regulējams, bet arī tā kvalitāte iegūstamā spilgtuma un gaismas ziņā ir salīdzinoši augsta.

Projekta mērķis ir iegūt tādas OLED, kurās krāsu temperatūra būtu regulējama no 1400 K līdz 5500 K, spektrālā starojuma intensitāte (SRI) būtu > 95, kalpošanas laiks - > 60 000 stundas un jaudas efektivitāte - 140 lm / W, kā arī izstrādāt komerciāli dzīvotspējīgu OLED paneļa prototipu ar izstarošanas laukumu 5 x 15 cm² vai 10 x 10 cm², lai sasniegtu tirgus prasības un palielinātu mūsu apgaismes rūpniecības konkurētspēju.

Projekta īstenošanā iesaistījušies četri partneri (pa vienam no Taivānas un Lietuvas un divi – no Latvijas), kas veido starptautisku konsorciju. Partneris no Taivānas ir atbildīgs par augstas efektivitātes gaismas emitējošās diodes izstrādi, LU CFI projekta gaitā pēta jaunsintezēto materiālu gaismas emisijas un elektriskās vadāmības īpašības, savukārt otrs Latvijas partneris (no RTU) kopā ar Lietuvas partneri (no KTU) nodarbojas ar otrās un trešās paaudzes organisko gaismu emitējošo molekulu sintēzi. Projektā paredzēta tehnoloģijas attīstības līdz TRL 4 līmenim.

Projekta apraksts šeit.

Platzonu pusvādītāju materiāli, ko raksturo tālais UV starojums, ir izmantojami kā bioloģiskie un ķīmiskie sensori ozona noteikšanai, ūdens attīrīšanas kontrolei kā arī piesārņojuma līmeņa noteikšanai dažādās bioloģiskās vielās. Šī projekta galvenā ideja ir izveidot ZnO-MgO sistēmu, kuras aizliegtās zonas platumu var mainīt robežās no 3.3 eV līdz 7.8 eV, tādejādi palielinot sensora iespējas vienlaicīgi reģistrēt signālus ar dažādu fotonu enerģiju. Pastāv ZnO un MgO savstarpējās šķīšanas ierobežojums, kuru var pārvarēt, izvēloties piemērotas epitaksiālo kārtiņu pamatnes, šim nolūkam lietojot ScAlMgO₄, MgO and Cu₂O, kas stabilizē ZnMgO un cietos šķīdumus pie lielām MgO un ZnO koncentrācijām.

Projekta īstenošanā iesaistījušies pieci partneri, kas izveidojuši starptautisku projekta konsorciju: divi partneri no Taivānas ir atbildīgi par monokristālisku pamatņu un platzonu materiālu Zn_1-xMg_xO epitaksiālo kārtiņu audzēšanu, kā arī par saules gaismas nejutīgo UV sensoru izgatavošanu. Savukārt trīs partneri no Latvijas un Lietuvas pēta jauno materiālu optiskās un elektriskās īpašības. Šo pētījumu rezultāti palīdzēs Taivānas zinātniekiem izvēlēties optimālus ZnO-MgO kārtiņu audzēšanas parametrus. Bez tam, Latvijas puse veic materiālu struktūras datormodelēšanu, nodrošinot projekta uzdevumu teorētisko atbalstu.

Visi iesaistītie partneri no šī projekta īstenošanas iegūs augstāku tehnoloģiskās gatavības līmeni (TRL), bet pats projekts sniegs ieguldījumu Eiropas sabiedrības labklājībā.

Vairāk par projektu šeit.

Projekts sadalīts divos posmos un pirmais posms, kura mērķis bija izstrādāt komercializācijas stratēģiju un veikt tehniski ekonomisko priekšizpēti optiskā gāzes sensora komercializācijai, jau noslēdzies. Otrā posma mērķis ir komercializēt optisko gāzu sensoru, kas ļauj detektēt dažādus gaistošos organiskos savienojumus un gāzu koncentrāciju gaisā.

Šīs tehnoloģijas galvenās priekšrocības ir augsta jutība, ātrdarbība, stabilitāte un vienkārša izgatavošana. Optiskos gāzes sensoru potenciālo lietotāju loks ir plašs – sākot no industrijas un beidzot ar apkārtējās vides uzraudzību mājās. Sensora izgatavošanā izmantotie inertie materiāli ļauj to izmantot agresīvās vidēs kā, piemēram, fermās ar pastāvīgu amonjaka koncentrāciju.

Pilns projekta apraksts šeit.

Projektā Latvijas Universitāte un LU Cietvielu fizikas institūts veido sadarbību ar mērķi iesaistīt doktorantus un zinātnisko grādu pretendentus studiju un zinātniski pētnieciskajā darbā. Projekta galvenie rezultāti ir atbalsts doktorantu/zinātnisko grādu pretendentu un ārvalstu akadēmiskā personāla piesaistei un tālākas sadarbības īstenošanai. Tiek īstenota gan doktorantu iesaiste studiju vai zinātniski pētnieciskajā darbā, gan ārvalstu akadēmiskā personāla piesaiste un nodarbinātība, kā arī projekta vadība.

Viena no šī projekta aktivitātēm ir atbalsts doktorantiem un zinātniskā grāda pretendentiem ar mērķi sekmēt viņu akadēmisko darbību LU, kas nozīmē, ka pēc dalības projektā, jaunie zinātnieki tiek mudināti turpināt savu akadēmiskos karjeru. Projekta partneri no savas puses sniedz iespēju topošajiem zinātniekiem strādāt ne vien pie sava promocijas darba, bet arī būt nodarbinātam ar tā tematiku saistītos zinātniski pētnieciskos vai pētniecības un attīstības projektos.

Projekta īstenošanas laikā LU Cietvielu fizikas institūtā tiks aizstāvēti vismaz 5 promocijas darbi.

Lasiet par projektu arī sadaļā “Projekti” - šeit.

Vairāk par doktorantu/zinātnisko grādu pretendentu grantu konkursu lasiet šeit.

Projekta mērķis ir izpētīt fotoinducētos masas pārneses procesus amorfās halkogenīdu un azo-benzola organisko savienojumu plānās kārtiņās un, izmantojot šos procesus un materiālus, izstrādāt jauna tipa fotorezistus hologrāfiskam ierakstam, kas neprasa ķīmisko apstrādi pēc gaismas ekspozīcijas. Fotorezista virsmas reljefs veidojas tieši hologrāfiskā ieraksta ekspozīcijas laikā gaismas un materiāla mijiedarbības rezultātā. Tātad tas ir vienas pakāpes litogrāfisks process, kam nav nepieciešams kaitīgu ķimikāliju pielietojums hologrāfisku elementu izgatavošanas procesā.

Projekta gaitā tiek izstrādāti trīs hologrāfiskā ieraksta iekārtu prototipi – mācību komplekti, kuros izmanto izstrādātos hologrāfiskā ieraksta materiālus. Prototips Nr. 1 skolēniem demonstrē ierakstītas dažādu periodu elementārās hologrammas - difrakcijas režģus, bet prototips Nr. 2 papildus ietver šādas elementārās hologrammas - difrakcijas režģa ierakstu, kinētikas un parametru mērījumus. Prototips Nr.3 tiek veidots ar mērķi praktiski parādīt reāla telpiska attēla hologrāfiskā ieraksta procesu. Šim nolūkam tiek izstrādāta skolēnu apmācību procesā izmantojama ieraksta shēma: optimizēti shēmas izmēri, pārbaudīta detaļu savietojamība, tai skaitā testēti dažādu tipu mikroskopa objektīvi, kas nepieciešami staru izplešanai telpiska priekšmeta ieraksta gadījumā. Paredzēts arī izstrādāt metodiskos norādījumus skolas komplekta izmantošanai mācību procesā.

Projekta gaitā paredzēts pilnveidot šos prototipus tiktāl, lai tos varētu izmantot mācību procesā vidusskolās Latvijā, tālākā komercializācijas procesā apsverot variantus mācību komplektu izgatavošanai masveidā un izplatīšanā.

Pilns projekta apraksts šeit.

Dažādu orgānu uz čipiem izgatavošana LU CFI notiek jau vairākus gadus un tieši pateicoties šai zināšanu un pieredzes bāzei, Mikro un Nano ierīču laboratorijā tiek īstenots projekts “Masveidā ražojams zarnu čips”.

Projekta mērķis ir izstrādāt komercializācijas stratēģiju un eksperimentāli pierādīt iespēju izgatavot zarnu čipus, izmantojot jaunus mērogojamus materiālus. Projektā paredzēti 2 posmi: pirmais, sagatavošanās posms, kura laikā tika izstrādāta komercializācijas stratēģija, tehniski ekonomiskā priekšizpēte un komercializācijas pasākuma plāns jau noslēdzies, savukārt šobrīd īstenotā otrā posma laikā plānots izstrādāt iekārtu prototipus ar mērķi atlasīt materiālus un optimizēt iekārtu dizainu ražošanai, kā arī testēt izgatavoto prototipu reālai videi tuvos apstākļos.

Orgāni uz čipiem ir mikroiekārtas jeb sintētiskie miniorgāni, kas ļauj atdarināt orgānu darbību, izmantojot mazu daudzumu cilvēka šūnu, ārpus cilvēka ķermeņa. Tehnoloģija nāk talkā, meklējot jaunas zāļvielas un dažādu slimību ārstēšanas metodes. Šādas ierīces izmantošana ļauj veikt drosmīgākus un agresīvākus pētījumus, kurus citādi nebūtu iespējams īstenot. Nākotnē orgāni uz čipiem varētu aizvietot dzīvnieku testus, kā arī samazināt riskus klīniskajos pētījumos.

Pilns projekta apraksts šeit.

Projekta mērķis ir izstrādāt rentablas daļēji caurspīdīgas divpusējas plāno kārtiņu saules baterijas, kas efektīvi darbotos gan intensīvā, gan vājā saules gaismā. Tas nozīmē, ka gaismu varētu savākt ne vien saulainā laikā, bet arī tumšajos rudens un ziemas mēnešos. Šādām saules baterijām, kas praksē izskatītos kā daļēji caurspīdīga plēve, būtu neierobežots potenciāls – tās varētu izmantot uz māju ēnainām pusēm, elektroauto logiem un arhitektūras elementiem. Saules bateriju tirgus potenciāls pielietojumiem sadzīvē  Ziemeļvalstīs un Baltijas valstīs būtu neierobežots.

Projekts balstās uz jau esošo savstarpēji papildinošo zinātnisko pieredzi saistītajās jaunu organisko un neorganisko caurumu vadītāju materiālu sintēzē, ko realizē KTU, un to raksturošanā, ko, savukārt, realizē LU CFI. Projektā iesaistītā Tallinas Tehnoloģiju universitāte projektā strādā pie plāno kārtiņu nogulsnēšanas un saules elementu izgatavošanas, savukārt Norvēģijas Enerģētikas tehnoloģiju institūts nodarbojas ar projektam nepieciešamo materiālu modelēšanu un defektu kvantu ķīmiskiem aprēķiniem no pirmajiem principiem, kā arī saules elementu modelēšanu ierīces līmenī.

Kopīgās pētniecības sadarbības sinerģija sniedz jaunu ieguldījumu šādu saules bateriju izstrādē inovatīviem pielietojumiem. Projekts veicina kopīgu pētniecību ES un reģionālā līmenī, kā arī piedāvā lieliskas iespējas doktorantu un pēcdoktorantu pētījumiem.

Pilnu projekta aprakstu lasiet šeit.

Atkritumu apsaimniekošanai un enerģijas ražošanai ir būtiska loma pasaules ilgtspējas nodrošināšanā. Alumīnijs (Al) ir svarīgs stratēģisks materiāls ar plašu pielietojumu.  Lai arī Al ir pārstrādājams, rodas divas problēmas: 1)  pārstrāde ir ļoti energoietilpīgs process, jo Al ir jāpārkausē pie 2072℃; 2) no nepārstrādātā un daļēji pārstrādātā materiāla rodas milzīgs nepārstrādātu Al atkritumu daudzums un Eiropā joprojām ir daudz vidi piesārņojošu deponēšanas poligonu. Projekta galvenā ideja ir risināt Al pārstrādi tīras enerģijas ražošanai un radīt šādas tehnoloģijas prototipu.

Projekta nosaukums AliCE-WHy (Aluminum in circle economy - from waste through hydrogen energy to alumina) jeb alumīnijs aprites ekonomikā - no atkritumiem caur ūdeņraža enerģiju līdz alumīnija oksīdam norāda, ka zinātnieku mērķis ir izveidot jaunus tehnoloģiskus risinājumus alumīnija atkritumu pārstrādei, palielinot tās lietderību un galarezultātā iegūstot enerģētikā izmantojamu ūdeņradi. Procesā radušos alumīnija pārpalikumus, oksīdus un hidroksīdus, iespējams tālāk pārvērst lietderīgā γ-alumīnija oksīdā un tādējādi nodrošināt krietni lielāku izmantoto materiālu pārstrādi un iegūt enerģiju.

Projekta īstenošanā iesaistījušies četri partneri, kuriem katram ir savs īpašs uzdevums: Lietuvas Enerģētikas institūts pēta Al atkritumu apstrādi ūdeņraža iegūšanai; IceTec - saražotā reakcijas blakusprodukta pārstrādi uz Al un/vai citiem noderīgiem materiāliem; Islandes Universitāte – sniedz procesa tehniski ekonomiskās ietekmes un ietekmes uz Islandes un Baltijas valstu vidi novērtējumu; LU CFI projekta ietvaros analizē saražotās ūdeņraža gāzes tīrību un koordinē prototipa dizaina izstrādi.

Pilno projekta aprakstu lasiet šeit.

EUROfusion ir Eiropas Komisijas (EK) un kodolsintēzes kopienas veiksmīgas sadarbības piemērs un sasniegums, apvienojot konsorcijā visas Eiropas Savienības (ES) dalībvalstis, ieskaitot Apvienotos Karalisti, Šveici un Ukrainu.

EUROfusion ir viena no lielākajām zinātniskās pētniecības programmām Eiropā, kuras mērķis ir attīstīt kodolsintēzi kā dzīvotspējīgu enerģijas avotu līdz 2050. gadam. Kodolsintēze ir process, kas darbina mūsu Sauli, un var sniegt gandrīz neierobežotu CO₂ brīvu elektroenerģijas avotu ilgtermiņā, izmantojot nelielu daudzumu deitērija un tritija degvielas, ko visā pasaulē var iegūt no lētiem materiāliem. Kodolsintēzes procesā augstā temperatūrā un spiedienā saplūst vieglo elementu, piemēram, ūdeņraža, atomi, veidojot hēliju un izdaloties milzīgam enerģijas daudzumam.

EUROfusion programmas mērķis ir sagatavoties Starptautiskā kodoltermiskā eksperimentāla reaktora (ITER) eksperimentiem un izstrādāt koncepcijas topošajai Eiropas demonstrējumu kodolsintēzes spēkstacijai DEMO. Konsorcija dalībnieki saņem finansējumu kodolsintēzes projektiem saskaņā ar Eiropas pētniecības ceļvedi kodolsintēzes enerģijas realizācijai. Februārī tika paziņots, ka EUROfusion pētnieki no visas Eiropas spēruši lielu soli ITER projekta darbības uzsākšanai, jo pasaulē vadošajā kodolsintēzes iekārtā - Apvienotajā Eiropas Torā (Joint European Torus – JET) ieguva rekordaugstu rādītāju - 59 megadžoulus nepārtrauktas kodolsintēzes enerģijas.

LU Cietvielu fizikas institūta zinātnieki Dr. habil. phys. Andra Šternberga vadībā ir veiksmīgi piedalījušies kodolsintēzes problēmu risināšanā gan iepriekšējās ES ietvarprogrammās, gan jaunajā EUROfusion projektā Apvārsnis Eiropa programmas ietvaros, apvienojot arī zinātniekus no LU Ķīmiskās fizikas institūta un LU Fizikas institūta.

Cietvielu fizikas institūta zinātnieki pētī materiālu stabilitāti radiācijas un spēcīga magnētiskā lauka ietekmē. Materiālu struktūra tiek pētīta ar datormodelēšanas palīdzību, un to atbilstību reālām materiālu īpašībām pārbauda eksperimentāli. Tas palīdz izprast materiālu defektu rašanās mehānismus, kā arī paņēmienus, kā šos defektus novērst, lai kodoltermiskā reaktora darbības laikā tā konstruktīvie elementi kalpotu ilgāk. Kodoltermiskās sintēzes reaktoru materiāli tiek pētīti arī ar lāzerspektroskopijas (LIBS) un rentgenabsorbijas (EXAFS) metodēm.

Visi Latvijas zinātnieku pētījumi ir vērsti, lai izpētītu un uzlabotu materiālus un procesus, kuri notiek kodoltermiskās sintēzes reaktoros, tādējādi sekmējot ātrāku kodoltermiskās sintēzes radītās enerģijas ienākšanu pasaulē.

Vairāk par LU CFI iesaisti EUROfusion projektā lasiet šeit

Lai mazinātu nevienlīdzību starp jaunajām un vecajām ES dalībvalstīm pētniecības un inovācijas attīstības jomā, tika izveidots ES pētniecības un inovācijas pamatprogrammas “Apvārsnis 2020” Sadarbības (‘teaming’) projektu konkurss. Konkursā varēja piedalīties labākie no mazāk attīstītajām ES valstīm sadarbojoties ar labākajiem no attīstītākajām valstīm. Izturot milzīgu konkurenci (5.vieta no 169 pieteikumiem), Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI) bija viens no uzvarētājie ar iesniegto projektu “Moderno materiālu pētījumu un tehnoloģiju pārneses centrs – CAMART²”.  

Projektā LU CFI padomdevēji un partneri ir Zviedrijas Karaliskais tehnoloģiju institūts (KTH) un Zviedrijas pētniecisko institūtu konsorcijs (RISE) - pasaules līmeņa eksperti inovācijas un tehnoloģiju pārneses jomā. Kopīgā darbā veidojam mūsu institūtu par Latvijas un Baltijas jūras reģiona nozīmes materiālzinātnes centru, kas spēj efektīvi darboties starptautiskajā pētniecības un inovācijas vidē, kā arī sekmīgi sadarbojas ar dažādu industriju pārstāvjiem.

Skaidri apzinoties, ka šī brīža jaunieši ir tie, kuri turpinās nest Latvijas un institūta atzīto reputāciju pasaulē, sadarbībā ar Latvijas Universitātes Fizikas nodaļu ir izveidots jauns maģistrantūras modulis, iekļaujot moderno materiālu un tehnoloģiju studiju kursus. Projekta ietvaros institūtā ir izveidota inovācijas un tehnoloģiju pārneses ekosistēma, iegādātas jaunas iekārtas un renovētas laboratorijas, radot modernu Eiropas līmeņa pētniecības vidi efektīvam darbam.

Šādu projektu ietekme ir mērāma ilgtermiņā. Moderna infrastruktūra, sakārtota vide, pilnveidotas un jaunas prasmes, uzticamība sadarbības partneru vidū, spēja palīdzēt ar uzņēmumiem, jaunu materiālu izveide, zinātnisko vai praktisko problēmu risinājumi, nozīmīgas publikācijas un viedi zinātnieki – tā ir vieta, kur izaugt izciliem jauniešiem, jo Degsme virza progresu!