Klaipėdoje sukurtas unikalus produktas naftos produktams sugerti - tvaresnis, pigesnis ir efektyvesnis už esančius rinkoje

Kaipėdiečių kūrinys braunasi į pasaulio sorbentų rinką. Lietuvos mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros duomenimis, pasaulinė pramoninių sorbentų rinka 2020 metais siekė 4 milijardus dolerių.

Rinkos tyrimų bendrovės „Markets and Markets“ duomenimis, per ateinančius 6 metus ji turėtų išaugti iki 5,7 milijardo dolerių.

2020 metais tvarių ir aplinkai draugiškų sorbentų rinka Europoje siekė 157 milijonus dolerių. Prognozuojama, kad 2027 metais ši rinka išaugs daugiau nei dvigubai ir sieks 351 milijoną dolerių.

Patentuota technologija, pasak vienos iš produkto kūrėjų, Klaipėdos universiteto atžalinės įmonės „Inobiostar“ įkūrėjos dr. Tatjanos Paulauskienės, ateityje gali būti naudojama chemijos, statybos, biomedicinos srityse ir net kosmoso pramonėje.

Kaip būtų galima paaiškinti, kas yra aerogelis? Iš ko jis gaminamas?

Aerogelis yra perspektyvi, unikalias fizikines-chemines savybes turinti multifunkcinė medžiaga. Ji gaminama iš celiuliozės atliekų, pavyzdžiui, popieriaus atliekų pridedant kelis nepavojingus priedus ir vandenį.

Medžiaga pasižymi unikaliomis savybėmis - mažu tankiu (1 kubinis metras tokios medžiagos sveria iki 30 kg) bei ypač dideliu poringumu (daugiau nei 95 proc. medžiagos sudėties yra oras).

Dėl šių savybių aerogeliai gali būti naudojami chemijos, statybos ir biomedicinos srityse, ir net kosmoso pramonėje.

Kuriamas produktas leidžia greitai, efektyviai ir aplinkai draugišku būdu pašalinti naftos teršalus iš aplinkos. Jis galėtų būti naudojamas vykdant naftos išsiliejimų valymą jūroje ir uosto akvatorijoje.

Ši medžiaga taip pat galėtų būti naudojama laivuose, laivų remonto, gamybinėse įmonėse, degalinėse ir net jūsų garaže remontuojant automobilį.
 

Kaip kilo mintis sukurti būtent tokią medžiagą? Koks buvo ir kiek laiko truko procesas?

Keletą metų tyrinėjau naftos teršalų valymo jūroje klausimą, ieškojau aplinkai draugiškų sprendimų. Atradau gamtinius sorbentus, tokius kaip šiaudai, durpės, samanos, kankorėžiai, vilna, medžio pjuvenos ir kt. Šios medžiagos yra natūralios ir dažnai interpretuojamos kaip mažos vertės produktas arba atlieka.

Tyrinėdama šių medžiagų gebėjimą sugerti naftos teršalus nuo vandens paviršiaus pastebėjau, kad jie kartu sugeria ir vandenį ir po kurio laiko skęsta. Jų efektyvumas sugerti naftos teršalus nebuvo konkurencingas su rinkoje egzistuojančiais analogais.

Tada pradėjau ieškoti alternatyvų ir radau aerogelį. Jis statybos sektoriuje buvo naudojamas kaip izoliacinė medžiaga, taip pat buvo minima, kad ši medžiaga galėtų būti naudojama kaip sorbentas naftos teršalams surinkti.

Technologija yra paprasta, bet mes užtrukome kelerius metus, kol supratome, kaip medžiagos komponentinė sudėtis keičia fizikines ir chemines savybes, tarp jų ir teršalų sugėrimo efektyvumą, kaip valdyti gamybą siekiant tam tikrų savybių.

Siekėme pagaminti tvarų produktą, kai visi gamybos procese naudojami komponentai yra nepavojingi aplinkai ir žmonių sveikatai.

Vėliau atėjo supratimas, kad aerogelius galima naudoti ne tik kaip teršalų sorbentą, bet ir kaip matricą / nešėją naftą skaidantiems mikroorganizmams.

Tokiu būdu mūsų idėjos naujumas siejamas su tuo, kad į aerogelio struktūrą bus imobilizuojami iš Baltijos jūros pakrantės išskirti ir laboratorinėmis sąlygomis užauginti mikroorganizmai.

Jų panaudojimas leistų pagreitinti išsiliejusios naftos likvidavimą bei išspręsti atidirbusio sorbento utilizavimo klausimą. Šio išradimo panaudojimas neabejotinai leis įgyti konkurencinį pranašumą gaminant efektyvesnius aerogelius.

Ar tai išskirtinai Klaipėdos universiteto mokslininkų kūrinys?

Aerogelio idėja yra Klaipėdos universiteto intelektinė nuosavybė, kuri buvo sukurta vykdant tikslinius mokslinius tyrimus, susietus su naftos teršalų valymu jūroje.

Neatmetame galimybės ateityje bendradarbiauti su kitomis įstaigomis plėtojant aerogelių idėją kitai sričiai, pavyzdžiui, statybos sektoriui arba miestų vandens valymo sistemoms ir pan.

Kokia komanda dirba su šiuo projektu?

Prie šios idėjos šiuo metu dirba 6 mokslininkų komanda - 3 iš jų yra technologinių mokslų srities, dirbantys prie aerogelio gamybos technologinio proceso bei savybių gerinimo.

Kiti 3 yra iš mikrobiologijos srities ir dirba prie iš Baltijos jūros išskirtų naftą skaidančių mikroorganizmų integravimo į aerogelio struktūrą klausimų.

Technologinei grupei vadovauju aš, o mikrobiologinei - išradimo bendraautorė, Jūros tyrimų instituto vyresnioji mokslo darbuotoja dr. Marija Kataržytė.

Kiekvienas iš komandos narių turi išskirtinių žinių ir kompetencijų, padedančių kurti inovatyvius produktus - aerogelį ir biotechnologiją naftos teršalams jūroje ir uosto akvatorijoje surinkti.

Išskirtinis mūsų komandos bruožas - aukšta motyvacija, kai visada bus padaryta daugiau, negu reikia, bet būtina padaryti siekiant atsakyti į visus galimus klausimus užtikrinant mokslu grįstus atsakymus.

Suprantu, kad pagrindinė aerogelio funkcija yra surinkti naftos produktus, išsiliejusius vandenyje. Kaip tai veikia? 

Aerogeliai gali būti gaminami įvairaus dydžio ir formos. Pavyzdžiui, iš jų gali būti gaminamos boninės užtvaros, kurios lokalizuoja naftos teršalus. Tai gali būti servetėlės, kempinės arba kilimai - mažesniems išsiliejimams likviduoti.

Dėl didelio poringumo aerogelio struktūroje yra daug ertmių, kurios gali būti užpildytos naftos teršalais taip jas užblokuojant struktūroje. Iš anksto integravus naftą skaidančius mikroorganizmus prasidėtų teršalų skaidymo procesas iki aplinkai nekenksmingų komponentų.

Šis produktas, manome, puikiai tinka išsiliejimams jūroje ir uosto akvatorijoje likviduoti, nes medžiaga yra hidrofobinė, o tai reiškia, kad bus sugerta tik nafta, o ne vanduo.

Medžiaga ilgai galės plūduriuoti vandens paviršiuje, tol, kol ją pašalins ir išveš į utilizavimo aikšteles, kuriose mikroorganizmai toliau neutralizuos teršalus.

Ar aerogeliai buvo išbandyti ir realiomis sąlygomis, ar kol kas bandymai vyko tik laboratorijose?

Dabartiniame etape dirbame laboratorinėmis sąlygomis ir ruošiamės atlikti pirmuosius bandymus realiomis sąlygomis įvykus išsiliejimui uosto akvatorijoje arba vykstant kontroliuojamiems išsiliejimams įmonėse.

Tam mums reikia pagaminti pakankamą kiekį medžiagos, o tai gali užtrukti. Taip pat turime atlikti testavimą su mikroorganizmų integravimu į aerogelio struktūrą.

„InoBioTech Baltija“ projekto metu, kuriant naftos teršalų likvidavimo technologiją, buvo atrinkti geriausiomis naftos skaidymo savybėmis pasižymintys mikroorganizmai, kuriuos taip pat planuojame panaudoti aerogelių gamyboje.

Kuo ši medžiaga pranašesnė už alternatyvas taršai valyti? Kokiais atvejais aerogelis yra neabejotinai pranašesnis?

Šiuo metu rinkoje dominuoja sintetiniai sorbentai, kurie nėra draugiški aplinkai. Pavyzdžiui, gana dažnai naudojami dispergentai ne pašalina teršalus, o suskaido juos į mažus lašelius, kurie tiesiog nuskęsta. Tai, be abejo, daro neigiamą įtaką ekosistemai.

Priešingai nei pastarieji, aerogelis yra gaminamas iš celiuliozės atliekų, gali būti naudojamas pakartotinai, o jo gamybos metu vengiama kenksmingų komponentų.

Palyginti su analogais rinkoje, aerogelis yra mažiausiai dvigubai efektyvesnis, dvigubai lengvesnis ir gali būti naudojamas kelis kartus.

Pavyzdžiui, laive įvykus išsiliejimui, aerogeliu galime naudotis kaip kempine - panaudoti, išgręžti ir vėl panaudoti. Išgręžus naftą galime grąžinti perdirbti ar į gamybą, nes ji nebus užteršta.

Be išvardintų privalumų, papildomai į aerogelių struktūrą bus integruoti naftą skaidantys mikroorganizmai, kad paspartintų biodegradacijos (naftos skaidymo) procesą.

Kaip aerogelius būtų galima pritaikyti Baltijos jūros taršai mažinti?

Baltijos jūra yra gana uždara, vanduo keičiasi labai lėtai - tik keli procentai per metus, todėl visa patiriama tarša akumuliuojama ir lieka ilgam.

Dėl strateginės padėties Baltijos jūroje yra susidarę natūralūs naftos gabenimo keliai, kuriais, Europos Komisijos duomenimis, vienu metu plaukia daugiau kaip 2 000 laivų, o vienas iš pagrindinių gabenamų krovinių yra nafta ir naftos produktai.

Manoma, kad per ateinantį dešimtmetį jūrų transportas dar labiau suaktyvės, taigi galimai padidės nelaimingų atsitikimų tikimybė ir pavojus ekosistemų gyviems organizmams bei žmogaus sveikatai.

Tokiame aplinkosauginiu požiūriu jautriame regione būtina naudoti tik aplinkai draugiškus sprendimus ir technologijas - tokius, kokius siūlome mes.

Buvo siekiama patentuoti ir licencijuoti aerogelio technologiją. Ar šie procesai jau baigti? Kaip tai prisidės prie jūsų sukurto produkto tolesnio tobulinimo ir vystymo?

Kuriamo produkto naujumas siejamas su iš Baltijos jūros išskirtų ir į aerogelio struktūrą integruotų naftą skaidančių mikroorganizmų panaudojimu.

Ši technologija jau yra apsaugota - šiais metais gavome Lietuvos patentų biuro patentą, tikimės gauti ir europinį. Tai leis apsaugoti idėją bei įgyti konkurencinį pranašumą, nes produktas pasižymi išskirtinėmis savybėmis. palyginti su rinkoje egzistuojančiais analogais.

Technologiją planuojama licencijuoti, o tam pasirengti mums padeda Klaipėdos mokslo ir technologijų parko bei kiti inovacijų ir verslo ekspertai.

Ar jaučiate susidomėjimą iš Lietuvos ar užsienio kompanijų, kurios norėtų pasinaudoti jūsų technologija ar prisidėti prie jos vystymo?

Pasidalinus šiais tyrimų rezultatais su tarptautine mokslo bendruomene sulaukėme daug dėmesio. Jiems antrino ir inovacijų / verslo ekspertai ragindami šią idėją komercinti.

Europos komisijos „Intellectual Property Booster“ programos Intelektinės nuosavybės patarėjų komanda iš Anglijos (ClearViewIP) porą mėnesių dirbo su mūsų inovacija ir savo ataskaitoje pateikė išvadą, kad šią idėją kuo skubiau turime apsaugoti patentu.

Dabar vyksta nuolatinis darbas su potencialiais klientais, investuotojais ir partneriais.

Įkūrėte startuolį „Inobiostar“, kuris šių metų pradžioje tapo Lietuvos švariųjų technologijų klasterio nariu. Ką tai reiškia tolesniam technologijos vystymui?

Tai svarbus įvykis startuoliui siekiant toliau vystyti inovacijas ir jas komercinti. Tikimės pasinaudoti stipraus Lietuvos švariųjų technologijų klasterio ekspertų tinklu, rasti partnerių vystomų ir naujų inovatyvių produktų kūrimui.

Norime prisidėti prie to, kad Lietuva taptų švariųjų technologijų lydere Baltijos jūros regione.

Kokią matote šios technologijos perspektyvą? Kokios tolesnės plėtros, pritaikymo norėtumėte siekti?

Manau, kad mūsų kuriamas produktas yra unikalus - turi išskirtines, žymiai geresnes nei rinkoje egzistuojančių analogų savybes. Nemažas privalumas taip pat yra tai, kad idėja apsaugota.

Manau, kad medžiaga ateityje taip pat galėtų būti pritaikyta ir kitoms sritims, pavyzdžiui, statybos sektoriuje kaip izoliacinė medžiaga.

Šiuo metu turime produkto prototipą, jo gamybos technologinę schemą, ruošiamės testavimui realiomis sąlygomis.

Norėčiau vieną dieną pamatyti šį produktą „online“ parduotuvėje su prierašu „išparduota“ (šypsosi)

Už aerogelio išradimą buvote nominuota Valdo Adamkaus bibliotekos ir Danos Gedvilienės fondo gamtosauginei premijai gauti. Kiek toks pastebėjimas, įvertinimas jums reikšmingas?

Premijai gauti buvau nominuota už pasiekimus vystant aerogelių idėją ir „InoBiotech Baltija“ projektą, kuriam vadovauju ir dirbu kaip mokslininkė.

2020 metų rugsėjo mėnesį įkūriau Klaipėdos universiteto atžalinę įmonę „Inobiostar“, kuri šiuo metu drauge su Klaipėdos universitetu vysto aplinkai draugiškus sprendimus naftos teršalams jūroje ir uosto akvatorijoje valyti.

2021 metais startuolio komanda dalyvavo Mokslo, inovacijų ir technologijų agentūros organizuojamame TechHub pre-akseleratoriaus programoje, kurioje aerogelių idėja buvo pripažinta kaip viena iš penkių geriausių idėjų.

Ši startuolių augimui skirta programa padėjo vystyti aerogelio idėją iš verslo pusės, pažinti verslo subtilybes bei sukurti idėjos komercinimo planą.

Vėliau, tais pačiais metais, dalyvavome „Baltics & Slovakia ClimAccelerator“ - verslo akseleratoriuje, auginančiame žalius sprendimus ir klimatui draugišką bei sėkmingą verslą. Šią programą remia Europos inovacijos ir technologijos institutas (angl. European Institute of Innovation and Technology).

Programoje mums pavyko atlikti pirminius aerogelio poveikio aplinkai skaičiavimus pradedant nuo gamybos metu naudojamų medžiagų iki panaudoto produkto utilizavimo.

Kiekviename produkto vystymo etape siekiame supažindinti visuomenę bei potencialius investuotojus su pasiekta pažanga, todėl žiniasklaidoje galite rasti nemažai informacijos tiek apie mus, tiek apie mūsų kuriamas inovacijas.

Mane maloniai nustebino didžiulis Klaipėdos universiteto bendruomenės, draugų ir artimųjų palaikymas.

Man svarbus yra ne nominavimo faktas, nors tai taip pat yra malonu, bet tai, kad sulaukėme išskirtinio komiteto dėmesio už pasiekimus Lietuvos aplinkosaugai.

Pavyzdžiui, vienas iš komisijos narių yra Europos Komisijos narys Virginijus Sinkevičius, kuris dirba aplinkos, vandenynų ir žuvininkystės srityje. Kiti komisijos nariai taip pat yra aplinkosaugos srities profesionalai, todėl jų nuomonė yra autoritetinga tiek man, tiek šios srities bendruomenei Lietuvoje.

Kas apskritai jus motyvuoja dirbti vandenų taršos mažinimo srityje?

Mane motyvuoja sprendžiamos problemos aktualumas ir galimybė pritaikyti žinias praktiškai. Be to, mes gyvename prie Baltijos jūros, čia mes praleidžiame nemažai laiko ir norėtųsi, kad ji būtų sveika ne tik mums, bet ir ateinančioms kartoms.