Latvijā rada pasaules līmeņa inovāciju – 1000 reižu ātrāka lāzertehnoloģija 0
Kristīne Stepiņa, “Latvijas Avīze”, AS “Latvijas Mediji”
Bieži vien pētnieku veikuma augstākais sasniegums ir zinātniska publikācija, taču Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta (LU CFI) zinātnieku radītais ātrdarbīgais lāzera impulsu jaudas sensors ir viens no nedaudziem veiksmīgas komercializācijas piemēriem, kad inovatīvs risinājums un tehnoloģijas no idejas laboratorijā ir nokļuvis līdz pielietojumam reālajā dzīvē.
Izdevīgi pārdots ražotājiem
ASV fotonikas, inovatīvu optisko instrumentu un to komponenšu ražotājs “Thorlabs” ir noslēdzis līgumu ar LU CFI par zinātnieku komandas radītā termoelektriskā sensora TESS licencēšanu un tehnoloģiju pārnesi. Tehnoloģija jau ir patentēta ne tikai ASV un ES, bet arī Ķīnā un Kanādā. Pirmos pēc TESS tehnoloģijas ražotos sensorus “Thorlabs” sola sākt ražot jau šī gada beigās, un tie kļūs pieejami plašam lāzertehnoloģiju ražotāju un lietotāju lokam.
Institūta direktors Andris Šternbergs izgudrojumu salīdzina ar Latvijas lietišķās zinātnes starmeti. Un kā gan ne – tas ne tikai iekļauts Latvijas Zinātņu akadēmijas (LZA) pagājušā gada godalgoto sasniegumu vidū un ļāvis Latvijas zinātnieku veikumam gūt starptautisku atzinību, bet arī izdevīgi pārdots. Darījuma summa gan izpausta netiek, tas esot komercnoslēpums. Pirmos maksājumus institūts un izgudrojuma autori jau esot saņēmuši.
1000 reižu ātrāka lāzertehnoloģija
Termoelektriskā starojuma sensoru, ko zinātnieki apzīmē ar abreviatūru TESS, var pielietot lāzertehnoloģijās, īpaši, kad nepieciešams veikt iedarbību ar precīzu lāzerstara impulsu jaudu, tostarp medicīnā, arī lāzermetināšanā un gravēšanā. Šī brīža tehnoloģijas ļauj mērīt vidējo lāzerstara jaudu noteiktā laika griezumā, kas var būt nepietiekami smalku operāciju vai gravējumu veikšanai, savukārt TESS ir unikāls ar tā ļoti lielo ātrdarbību, kas ir 1000 reižu ātrāka par pašreiz lāzeriekārtās izmantotajām tehnoloģijām.
“Ir sensori, kas spēj darboties plašā gaismas spektra diapazonā, bet to reakcijas laiks ir lēns. Savukārt ir arī tādi, kas darbojas ļoti ātri, bet to dara ļoti šaurā spektrālā diapazonā. Mūsu radītais sensors ir īpašs ar to, ka tas spēj darboties ļoti plašā gaismas spektra diapazonā un vienlaikus ir arī ļoti ātrs, ļaujot reģistrēt īsus gaismas impulsus,” izgudrojuma būtību skaidro LU CFI vadošais pētnieks, LZA īstenais loceklis Mārtiņš Rutkis. Ar sensoru var tikt raksturoti lāzera impulsi, kas ir īsāki nekā miljonā sekundes daļa, bet vēl svarīgāk, tas ļauj noteikt individuāla lāzera impulsa jaudu pat tad, ja tā ir tikai 10 nanosekundes gara – tās ir desmit miljardās daļas sekundes.
Laimējās, ka pietika naudas
M. Rutkis ir gandarīts, ka izgudrojumu ir izdevies veiksmīgi komercializēt. “Ir paveicies, jo esam spējuši salikt kopā visus ķēdes posmus no materiāla izpētes līdz tā praktiskai pielietošanai. Tam ir nepieciešamas gan zināšanas, gan tehnoloģijas, gan tirgus izpēte. Turklāt mums ne uz brīdi neaptrūka finansējuma šī pētījuma veikšanai, kas, ņemot vērā zinātnes finansējumu Latvijā un lielo konkurenci projektu konkursos, ir vērtējams kā veiksmes stāsts,” teic M. Rutkis.
Ceļš uz sensoru sācies jau 2012. gadā, kad institūta Organisko materiālu laboratorijas komanda iesaistījās Eiropas Savienības 7. ietvarprogrammas projektā un sāka darbu pie pavisam citas tēmas – termoelektriska strāvas ģeneratora radīšanas, izmantojot organiskus materiālus. 2015. gadā ticis izveidots tā prototips. Lai arī tam nav bijušas plaša pielietojuma iespējas, šie pētījumi likuši pamatu pilnīgi jaunai idejai, proti, balstoties uz izstrādāto tehnoloģiju, radīt ātrdarbīgu impulsu jaudas sensoru.
Projektam ticis piesaistīts Eiropas Reģionālās attīstības fonda programmas finansējums, bet Latvijas Investīciju un attīstības aģentūras atbalsts ļāvis to novest līdz komercializācijai. M. Rutkis lēš, ka kopumā sensora radīšanā ieguldīti aptuveni 700 tūkstoši eiro, kas desmit gadu ilgam projektam esot salīdzinoši visnotaļ neliela summa.
Jautāts, cik zinātniekiem izdevies nopelnīt, pārdodot izgudrojumu, M. Rutkis atzīst, ka morālais gandarījums noteikti ir daudz lielāks nekā materiālais ieguvums. “Lielā mērā mūsu peļņa būs atkarīga no tā, cik veiksmīgi “Thorlabs” veiks komercializāciju,” lēš M. Rutkis. Savukārt fizikas zinātņu doktors Kaspars Pudžs norāda, ka sasniegtais vairos motivāciju turpināt aktīvi darboties zinātnes laukā.
Izgudrojums ar attīstības potenciālu
K. Pudžu un viņa vecāko komandas biedru M. Rutki šķir vesela paaudze. Katram ir sava pieredze saistībā ar lāzeru izmantošanu. “Mani vienmēr ir interesējuši optiskie pētījumi, kuros lāzeri ir neatņemama sastāvdaļa. Zināšanas par to pielietošanu ļāva pamanīt nepieciešamību pēc šāda sensora lāzera tehnoloģiju tirgū,” stāsta M. Rutkis.
Turklāt pagājušā gadsimta 70. gadu vidū viņš piedzīvojis situāciju, kad lāzera izmantošana medicīnā mainījusi dzīves kvalitāti tēvam, kuram bijusi radzenes atslāņošanās. Pēc tās piededzināšanas ar lāzeru izdevies slimības gaitu pilnībā apturēt. Savukārt jaunākajam kolēģim Kasparam pirmās atmiņas saistās ar rotaļu lāzeru, ar kuru sākumskolas laikā viņš uz sienas ir projicējis dažādus krāsainus attēlus.
Pirms pāris gadiem arī viņam veikta lāzeroperācija redzes korekcijai. Lai arī šobrīd lāzermanipulācijas medicīnā tiek plaši izmantotas un ir šķietami drošas, lāzerstarojuma kontroles iespējas atsevišķu impulsu līmenī tomēr vēl ir ierobežotas, jautājums par acij netveramā infrasarkanā starojuma precīzāku kontrolēšanu joprojām ir aktuāls. Ja doza būs par lielu, tā var nevēlami traumēt audus. Bet, ja impulss būs par vāju, netiks panākts vajadzīgais efekts. TESS izgudrotāji sagaida, ka, izmantojot šo sensoru, tiks radītas tādas lāzera tehnoloģijas, kuras spēs jaudu precīzāk kontrolēt, tādējādi lāzerķirurģiskās operācijas veikt daudz precīzāk, ātrāk, būtiski paaugstinot to drošību.
