Vilnius universiteto (VU) Bioorganinių junginių sintezės laboratorija turi išskirtines mokslinių tyrimų sąlygas. Pradėję vykdyti tyrimus su mažais medžiagų kiekiais ir suradę optimalias reakcijų sąlygas, mokslininkai tyrimus perkelia į didžiulius reaktorius. „Chemija nėra mokslo sritis, kur, atlikęs reakciją su keliais gramais medžiagos, tiesiog viską padaugintumei iš tūkstančio ir gautumei rezultatus. Dažnai atsiranda įvairių netikėtumų, kai keičiasi šalutiniai produktai ar išsiskiria didesni šilumos kiekiai, tad galimybė tyrimus atlikti reaktoriuose mums atveria daug platesnį matymą“, – sako VU Biochemijos instituto Bioorganinių junginių chemijos laboratorijos vadovas dr. Mantas Jonušis.

Nuo reakcijų su miligramais iki didelių reaktorių

Bioorganinė chemija yra plati sritis, apimanti tiek biochemiją, tiek organinę chemiją. Dr. M. Jonušis pasakoja, kad jų vykdomi moksliniai tyrimai gali būti taikomi įvairiose srityse – nuo OLED technologijų iki kriminalistikos.

„Esame chemikai, tad natūralu, kad viena iš taikymo sričių yra būtent katalizė, kur mūsų sukurti junginiai palengvina cheminių reakcijų atlikimo sąlygas ir taip sumažina sudėtingų cheminių procesų energetines sąnaudas. Tai ne tik leidžia įmonėms sumažinti išlaidas, bet ir pakeičia procesus draugiškesniais gamtai. Kita sritis – puslaidininkių gamyba, kur šiandien dažnai aptinkami ne tik neorganiniai, bet ir organiniai junginiai, tad dalis mūsų produktų naudojama kuriant OLED technologijas. Taip pat sintetiname medžiagas, kurios yra taikomos kriminalistikos srityje siekiant išryškinti pirštų atspaudus. Kuriame ir pradinius junginius, kurie galėtų tapti naujų vaistų ar maisto papildų komponentais“, – vardija mokslininkas.

Bioorganinių junginių chemijos laboratorija yra unikali, nes cheminės reakcijos čia vykdomos tiek mažose talpose, tiek milžiniškuose reaktoriuose. Lietuvoje nedaug kas gali pasigirti tokai įranga.

„Turime galimybę atlikti mokslinius tyrimus tiek su miligramais medžiagos, tiek su didžiuliais plieniniais (dengtais keramika) reaktoriais, kurių didžiausio tūris yra 1600 l. Daug dirbame su polietilenglikoliais (PEG), nemažai atliekame hidrinimo darbų, kur reakcijos vyksta vandenilio atmosferoje, esant dideliam slėgiui (iki 500 barų) ir temperatūrai (iki 500 °C). Laboratorijoje dirbanti komanda taip pat unikali. Didžioji dalis mūsų komandos – organinės chemijos specialistai, bet turime ir stiklapūtį, kuris ne tik sukonstruoja reikiamą stiklinę aparatūrą, bet ir taiso sudužusias kolbas. Be to, turime kolegą, kuris dirba metalo tekinimo, suvirinimo, frezavimo darbus ir prižiūri reaktorius bei kitus mechanizmus“, – pasakoja chemikas.

Kristalizacijos procesas. Asmeninio archyvo nuotr.

Mokslininkai kuria naujo tipo plastiką ir technologiją, skirtą naftos atliekoms ardyti 

Dr. M. Jonušis kartu su kolegomis vykdo heterociklinių junginių reakcijas, tiria ciklizacijas heteroaromatinių junginių, cikle turinčių azoto, sieros, deguonies atomus. Mokslininkai užsiima ir žaliavų gamtoje yrantiems polimerams paieška ir sinteze iš įvairių atsinaujinančių šaltinių.

„Ieškome būdų cukrų suskaidyti iki tam tikrų monomerų, iš kurių būtų galima susintetinti plastiką. Toks plastikas gamtoje suirtų taip pat greitai, kaip nukritę lapai, tad labai pagreitėtų šios medžiagos irimo procesas“, – pasakoja dr. M. Jonušis.

Kita mokslininkus dominanti sritis – įvairių fermentų, skirtų atliekoms ardyti, paieška. „Ieškome fermentų, kurie galėtų suardyti sunkiai yrančias medžiagas, tokias kaip automobilio tepalai ar kiti naftos produktai. Tiriame įvairius mikroorganizmus, kurių maistas būtų tokios pavojingos atliekos“, – sako mokslininkas.

Dr. M. Jonušis (kairėje) ir Thomas de Prinse. Asmeninio archyvo nuotr.

Laboratorija teikia paslaugas ir verslui, ir VU mokslininkams

Į Bioorganinių junginių chemijos laboratoriją kreipiasi tiek verslo įmonės, tiek mokslo įstaigos, ieškančios pagalbos ir patarimų iš chemijos srities. „Pagrindinės mūsų paslaugos yra užsakomieji moksliniai tyrimai. Kartais tai būna teorinės konsultacijos, pavyzdžiui, prašoma patarti, kokį tirpiklį naudoti ar kurias medžiagas rinktis. Atliekame ir bandymus su mažais medžiagos kiekiais, siekdami sukurti reikalingą technologiją. Verslas nori nusipirkti įrangą, kuria gamins produktą, bet neturi eksperimentams reikalingų išteklių. Tad jie užsako tyrimus, o mes įvykdome eksperimentus ir pasakome, kad su vienokia ar kitokia įranga bus galima gauti tam tikrą produktą. Tuomet verslai jau žino, ko jiems tiksliai reikia, ir taip optimizuoja laiko ir finansines sąnaudas“, – pasakoja dr. M. Jonušis.

Mokslininkas sako, kad turimas įdirbis leidžia ne tik išlaikyti jau turimus klientus, bet ir surasti naujų. Naujų klientų paieška mokslininkai užsiima tarptautinių konferencijų metu. „Turime tikrai nemažai nuolatinių klientų. Tai įmonės iš Vokietijos, Švedijos. Savo mokslinius tyrimus pristatome mokslinėse konferencijoje, kur bendraujame su kolegomis, dirbančiais panašioje srityje, pristatome savo paslaugas, taip užsimezga nauji ryšiai. Mūsų gaunami užsakymai yra tiesiogiai susiję su pramonės padėtimi Europoje. Pramonės mastams didėjant, daugėja ir užsakymų, o stagnuojant – užsakymų gauname mažiau“, – atskleidžia tyrėjas.

Be išorės užsakymų, Bioorganinių junginių sintezės laboratorija bendradarbiauja ir su VU mokslininkų grupėmis. Tai leidžia ne tik pagreitinti, bet ir atpiginti VU vykdomus tyrimus. „Bendradarbiaujame su įvairiomis VU grupėmis ir padedame joms kurti komerciškai neprieinamus junginius. Šiandien rinkoje galima nusipirkti toli gražu ne visas reikiamas medžiagas. Kartais reikia heterociklų su specialiais pakaitais ir norimomis savybėmis, dažnai tokios medžiagos yra komerciškai neprieinamos. Būtent tokias medžiagas susintetiname savo laboratorijoje. Tai leidžia ne tik paspartinti mokslinių tyrimų atlikimą, bet ir išvengti kreipimosi į kitas užsienio laboratorijas, kur tokių medžiagų kaina tikrai labai didelė. Suprantame, kad neretu atveju tikrai pagelbėjame kitoms VU grupėms, bet ir mums patiems smagu, kai į mus kreipiasi“, – pasakoja mokslininkas.

Organinė sintezė. Asmeninio archyvo nuotr.

Mokslininkai džiaugiasi galėdami mokslinius tyrimus pritaikyti praktikoje

Dr. M. Jonušio teigimu, verslo ir mokslo bendradarbiavimas atveria galimybes pritaikyti savo mokslinius tyrimus praktikoje: „Džiaugiamės bendradarbiaudami su verslu, nes tuomet mūsų tyrimai įgauna ne tik fundamentinę, bet ir taikomąją prasmę. Moksliniai straipsniai ar dalyvavimas mokslinėse konferencijose tikrai yra labai svarbu, bet taip pat labai smagu matyti, kaip mūsų sprendimai pagerina pramonės procesus ar prisideda prie aplinkos apsaugos.“

Mokslininkas pripažįsta, kad bendradarbiaujant su verslu kyla iššūkių, pirmiausia dėl nepakankamos komunikacijos ir atlikimo terminų įvertinimo: „Pagrindinis verslo ir mokslo bendradarbiavimo variklis yra sklandi komunikacija. Dažnai verslo subjektai nėra įsigilinę į cheminės sintezės specifiką. Būna, kad jiems reikia rezultatų nedelsiant – produkto jau reikia rytoj. Sintezės schemų kūrimo procesas yra gana ilgas ir trunka nuo mėnesio iki pusės metų. Tad dažnai verslininkai neturi supratimo, kad problemos neįmanoma išspręsti čia ir dabar. Mokslo ir verslo bendradarbiavimo kultūra Lietuvoje dar nėra tokia sena, tad viliuosi, jog ateityje ši situacija gerės.“