Vai tas būtu rokas pulksteņa rādītājs, avārijas izejas norādes vai zaļgani blāzmojošās zvaigznītes pie bērnistabas griestiem, ilgspīdošie jeb luminiscējošie materiāli jau vairāk nekā 20 gadus ir bijuši lietderīgi mūsu ikdienā. Bieži tos uztveram kā jaukus nieciņus un dekoratīvus elementus, taču materiālzinātnē un fotonikā spēja uzkrāt gaismas enerģiju un vēlāk to lēnām izstarot apkārtējā vidē slēpj lielu potenciālu, piemēram, inženierijā un drošības nozarē.
Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūtā (LU CFI) pētījumiem par luminiscenci, materiālu fiziku un fotoniku ir gadu desmitiem ilga vēsture, kas radījusi bagātīgu fundamentālo zināšanu bāzi. Tas ļāvis institūta pētniekiem startēt “BioPhoT” programmā – fotonikas un biomedicīnisko inovāciju iniciatīvā, kas palīdz Latvijas zinātnieku idejām pārvērsties komerciāli veiksmīgos produktos. Kā? Pētnieku komandas var pretendēt “BioPhoT” uzsaukumos ar zinātnē balstītu ideju, kuras galvenais mērķis ir izstrādāt sabiedrībai un industrijai pieejamu pakalpojumu vai preci. Ideju izvērtē zinātnes un uzņēmējdarbības speciālistu panelis, un perspektīvākās idejas var sākt attīstīt ar platformas atbalstu.
Zinātnieces Virgīnijas Vītolas vadībā LU CFI pētnieki “BioPhoT” piedalās ar projektu DARS, kura dzinulis bija konkrēts un akūts izaicinājums. Nakts uz ceļa var sagādāt nepatikšanas pat pieredzējušiem autovadītājiem – Eiropas Savienības statistika ziņo, ka 30% no visiem nakts laika ceļu satiksmes negadījumiem, kuru rezultātā ir bojāgājušie, notiek tādēļ, ka transportlīdzeklis nobrauc no ceļa braucamās daļas. Īpaši bīstami ir nepārredzami ceļa līkumi un pagriezieni, kur standarta ceļa zīmes un aizsargbarjeras atrodas ārpus transportlīdzekļu priekšējo lukturu tiešā gaismas konusa.
Pētnieku piedāvātā metode ietver ar lāzeru uz alumīnija pamatnes uznest plānu ilgi spīdoša materiāla slāni, tādējādi apstrādājot jau esošas ceļa zīmes vai citus ceļu marķējuma elementus ar ūdensdrošu un noturīgu pārklājumu. Risinājums ļautu tiem uzņemt gaismu no garāmbraucošu auto lukturiem un pašiem spīdēt vairāku stundu garumā. Uzlabojas redzamības faktors gan vispārēji, gan no dažādiem leņķiem, padarot ceļu līkumus pārskatāmākus. Projekta izstrādātajam materiālam enerģiju dod (jeb ierosina) gaismas spektra zilā daļa, tajā skaitā saules gaisma, LED apgaismojums telpās, pilsētās un, protams, transportlīdzekļu lukturos. Lai gan garāmbraucošs auto iepretim ceļa barjerai atrodas vien mirkli, mūsdienu auto lukturu gaisma ir gana intensīva, lai uzlādētu šo materiālu.
Laika gaitā ideja par ceļu drošību ir attīstījusies, un projekta komanda nu raugās arī uz elastīgākiem un mazāka mēroga risinājumiem – viegli pieskrūvējamiem elementiem uz ceļu aizsargbarjerām, norobežojošajiem stabiņiem un citām pilsētvides instalācijām. “Ir manāma interese no pilsētvides plānotājiem un pašvaldību pārstāvjiem,” saka projekta vadītāja Virgīnija Vītola. “Sadarbojoties varam praktiski novērot, kā pārklājums darbojas reālā pilsētvidē, kā tas reaģē uz āra apstākļiem un gaismu, lai mēs varētu izdarīt secinājumus par tā pielietojumiem.”
Tehnoloģiju demonstrē arī potenciālajiem sadarbības partneriem ārpus ceļu infrastruktūras jomas – “BioPhoT” ietvaros pētnieku komanda ir izmantojusi iespēju piesaistīt biznesa attīstītājus, ar kuru starpniecību jau ir uzsāktas pārrunas ar vairākiem Šveices pulksteņu ražotājiem. Pētnieki ir veikuši salīdzinošos mērījumus ar luminiscējošajiem materiāliem, ko iestrādā rokas pulksteņu rādītājos un ciparnīcās – apstarojot materiālus vienu minūti un stundas garumā vērojot spīdēšanas intensitāti, DARS izstrādātais pārklājums uzrādīja ievērojami augstāku sākotnējo spilgtumu, kā arī lēnāku intensitātes samazināšanos, salīdzinot ar plaši pazīstamu pulksteņu ciparnīcās izmantotiem materiāliem.
Vītola pasmaida, ka šis ir viens no aktīvākajiem periodiem, ko viņa ir pieredzējusi savās darba gaitās. Šādu strauju biznesa un inovācijas attīstības darba tempu lielā mērā ir noteikusi tieši dalība “BioPhoT” programmā ietvaros. Atšķirībā no tradicionālajiem zinātniskajiem projektiem BioPhoT platformas fokuss ir komercializācija. Tas nozīmē stingrus termiņus, prasību veidot minimum viable product jeb minimālo dzīvotspējīgo produktu, kā arī zinātnieku došanos runāt ar investoriem un industriālajiem partneriem, nevis tikai uz pētniecības konferencēm. DARS projekta vadītāja gan norāda, cik svarīga dziļajām tehnoloģijām ir ilgstoša, pacietīga fundamentālā pētniecība: “Iespēja radīt DARS mums parādījās tāpēc, ka jau gadiem šos luminiscējošos materiālus bijām pētījuši dažnedažādos fundamentālās ievirzes projektos, līdz ar to par tiem ļoti daudz zinājām un varējām īsā laika posmā izstrādāt piemērotu materiālu.”
Tradicionāli komercializācijas uzsaukumi un investīciju fondi bieži vien pieprasa, lai tehnoloģija jau sākotnēji būtu pilnībā definēta un gatava ienākšanai tirgū. “BioPhoT” ir unikāls, jo sniedz iespēju attīstīt un pielāgot agrīnas stadijas idejas, rezultējoties ar daudziem parocīgiem ceļiem, kā zinātniskos atklājumus padarīt par tirgum gataviem produktiem. Taču platforma ir vairāk nekā tikai finansējuma avots – kā jau min Vītola, projekta laikā pētnieki ir daudz ieguvuši no piesaistītajiem biznesa attīstītājiem un mentoriem, kas sniedz savu ekspertīzi produkta izstrādes gaitā, kā arī praktiski darbojas potenciālo sadarbības partneru piesaistē. “BioPhoT” piedāvā arī seminārus un meistarklases ar mērķi attīstīt pētnieku prasmes prezentēt savu pētniecību plašai auditorijai, kas ir ārpus zinātnes, vai privāti sarunāties ar potenciāliem investoriem.
Pašlaik DARS komanda aktīvi strādā pie inovācijas tālākas mērogošanas. Šobrīd sasniegtais līmenis ļauj ar demonstratoriem praktiski pierādīt inovācijas spēju strādāt, kā arī īstenot maza izmēra pasūtījumus, taču projekta komanda turpina audzēt un pielāgot savu inovāciju. Zinātnieki arī turpina pētījumus par to, kā sintezēto ilgspīdošo materiālu uzklāt uz dažādu veidu metāliem, izvairoties no mikroskopiskiem defektiem, kas varētu mazināt spīdēšanu, kā arī no materiāla veidot brīvi stāvošas keramiskās struktūras – šādā veidā nebūtu nepieciešams pamats, uz kā materiālu klāt, tā vietā ļaujot izstrādāt ilgspīdošu komponentu, kuru formu un pielietojumu būtu iespējams pielāgot pēc vajadzības.
DARS projekts patiešām spilgti parāda, ka Latvijas fotonikas un materiālzinātnes nozarei ir, ko piedāvāt inovāciju tirgum starptautiskā mērogā. Apvienojot Latvijas pētniecības iestāžu uzkrāto fundamentālo zināšanu bāzi ar “BioPhoT” sniegto komercializācijas jaudu, top produkti kas ne vien var uzlabot drošību uz ceļiem un pilsētās, bet arī apliecina – Latvijā plaukst pasaules līmeņa un komerciāli tālredzīgas idejas.
