Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts

Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūts (LU CFI) ir starptautiski atzīts materiālzinātņu un starpdisciplināru pētījumu līderis Baltijas jūras reģionā. Tā zinātniskā konkurētspēja, kā arī pētniecības un inovāciju ekosistēma pašlaik tiek pilnveidota, izmantojot Apvārsnis 2020 konkursā izcīnīto Viedo materiālu pētījumu un tehnoloģiju pārneses ekselences centra CAMART² projektu. Šobrīd Institūtā strādā ap 100 augsti kvalificētu zinātņu doktoru, veicot starptautiski konkurētspējīgus pētījumus, izglītojot studentus un piedāvājot inovatīvus pētnieciskos risinājumus rūpnieciskajām vajadzībām.

Pētniecības virzieni un kompetences

LU CFI trīs galvenie pētniecības virzieni:

1. Fundamentālie un eksperimentālie pētījumi cietvielu fizikā un materiālzinātnē:
   • Teorētisko un eksperimentālo metožu sinerģija kristalogrāfisko struktūru un materiālu ar uzlabotām optiskām, elektroniskām un magnētiskām īpašībām noteikšanā un izpētē;
   • Strukturālo efektu izpēte ar kvantu ķīmijas un molekulārās dinamikas metodēm un mezoskopiskā mēroga modelēšana;
   • Materiālu un ierīču datormodelēšana;   
   • Rentgenstaru absorbcijas spektroskopija;
   • Pašvielas un radiācijas izraisītu defektu veidošanās, to evolūcija un struktūras izpēte cietās vielās;
   • Luminiscences un elektronisko procesu mehānismu eksperimentālie pētījumi cietās vielās;
   • Nelineāru optisko efektu izpēte organiskajos nanostrukturētajos materiālos.
2. Tehnoloģiju un eksperimentālo metožu pilnveidošana:
   • Plāno kartiņu un pārklājumu tehnoloģiju izstrāde;
   • 0D, 1D, 2D un jauktu dimensiju nanomateriālu pētniecība;
   • Mikrofluīdikas ierīču prototipēšana;
   • Polimēru fotonikas tehnoloģiskās platformas izveide;
   • Materiālu morfoloģijas un struktūras izpēte;
   • Scintilatoru materiālu izpēte ar sinhrotrona spektroskopijas metodēm;
   • Spektroskopiskās elipsometrijas pielietošana funkcionālo materiālu pētniecībā.
3. Pētījumi materiālu pielietojumiem:
   • Materiāli un pielietojumi elektronikā un fotonikā;
   • Materiāli starojuma pārveidošanai;
   • Materiāli enerģijas iegūšanai un uzkrāšanai;
   • Materiāli un ierīces biomedicīniskajiem pielietojumiem.

Liela uzmanība Institūtā tiek veltīta izglītībai, kā arī augsti kvalificēta zinātniskā personāla piesaistei. Sadarbībā ar Latvijas Universitātes Fizikas, Matemātikas un Optometrijas fakultāti izveidotā maģistrantūras mācību programma ir pamats jauniešu zināšanu un rūpnieciskās konkurētspējas radīšanai nākotnē. Institūts aktīvi strādā, lai sadarbotos ar starptautiskām zinātniskajām organizācijām un augstskolām, celtu kvalifikāciju gan studentiem, gan zinātniekiem, kā arī piesaistītu uzņēmējus un investorus.

Pētniecības projekti un sasniegumi

Viedo materiālu pētījumu un tehnoloģiju pārneses ekselences centrs - CAMART² (The Excellence Centre of Advanced MAterial Research and Technology Transfer)

CAMART² piederība: Apvārsnis 2020 programmas konkurss “WIDESPREAD 1-2014: Teaming”. Programmas mērķis jaunu pētniecības un inovāciju ekselences centru izveide mazāk attīstītajās ES valstīs, sadarbībā ar pieredzējušiem pasaules līmeņa partneriem. 2 etapu projekts. Identifikācijas numurs: #739508

Projekta vadītājs: Dr.phys. Mārtiņš Rutkis, LU CFI

CAMART² partneri:

• LU CFI (koordinators)
• KTH Royal Institute of Technology, Zviedrija
• Acreo Swedish ICT, Zviedrija
• Zviedrijas pētniecības institūti (RISE)

CAMART² mājaslapa: camart2.eu 1. etaps

CAMART² 1. etapa finansējums – 497 500 EUR

CAMART² 1. etapa uzdevums – izstrādāt LU CFI esošā zinātniskā ekselences centra attīstības plānu (business plan), kura rezultātā tiktu izveidots ekselences centrs CAMART² , būtiski palielinot LU CFI un ekselences centra starptautisko konkurētspēju un komercializācijas potenciālu, realizējot brīvās pieejas (open-access) laboratoriju un tehnoloģiju pārneses attīstību Latvijā.

CAMART² specializācija – definēta atbilstoši Latvijas Viedās specializācijas stratēģijas “Viedie materiāli, tehnoloģijas un inženiersistēmas” and ES atslēgtehnoloģiju jomām:

1. Plāno kārtiņu un pārklājumu tehnoloģijas;
2. Funkcionālie materiāli elektronikai un fotonikai;
3. Nanotehnoloģijas, nanokompozīti un keramika;
4. Tehnoloģiski nozīmīgu jaunu materiālu un ierīču izstrāde, izmantojot to modelēšanu atomu līmenī.

CAMART² stratēģiskie mērķi:

1. Palielināt pētniecības komercializācijas līmeni;
2. Sekmēt akadēmiskā un biznesa sektora sadarbību;
3. Izveidot sadarbības platformu starp uzņēmējiem un zinātniekiem;
4. Atbalstīt kopīgus ar projekta partneriem pētījumus;
5. Veicināt tehnoloģiju pārnesi.

2. etaps

CAMART² 2. etapa finansējums: Kopējais finansējums € 14 999 955 - LU CFI € 11 087 608,75; KTH € 2 120 310; RISE ACREO AB € 319 346,04; RISE Zviedrijas pētniecības institūti € 1 472 690,21

CAMART² 2. etapa mērķi: 

1. panākt, lai LU CFI kļūtu par nozīmīgāko izglītības, zinātnes, inovāciju un tehnoloģiju pārneses izcilības centru Baltijas valstīs;
2. attīstīt un nostiprināt LU CFI centrālo lomu sadarbības un materiālu fizikā balstītu augsto tehnoloģiju pērneses platformas RIX-STO darbībā, iesaistot zinātniekus, uzņēmējus, investorus un politikas veidotājus abās Baltijas jūras pusēs;
3. modernizēt LU CFI, vispārīgi pilnveidojot izglītības programmas; stiprinot pētniecības un attīstības aktivitātes (R&D), lai sasniegtu augstāku tehnoloģiju gatavības līmeni; izveidojot inovāciju sistēmas un atvērtās piekļuves laboratorijas, kā arī iegūstot ISO 9001 sertifikātus;
4. aktīvi iesaistīties tīklošanās un informācijas kampaņu programmās, lai sekmētu Baltijas jūras reģiona (RIX – STO) augsto tehnoloģiju nozares uzplaukumu, ko veicinātu zinātniskie rezultāti un kas sekmētu ekonomisko izaugsmi un konkurētspējas pieaugumu.

CAMART² 2. etapa kopsavilkums: 

CAMART² projekts balstās ilgtermiņa partnerībā starp LU CFI, KTH Karalisko Tehnoloģiju institūtu – lielāko Zviedrijas tehnisko universitāti un RISE – Zviedrijas pētniecības institūtiem.

CAMART² projekta ietvaros, LU CFI kļūs par nozīmīgāko izglītības, zinātnes, inovāciju un tehnoloģiju pārneses izcilības centru Baltijas valstīs. RIX-STO sadarbības un tehnoloģiju pārneses platforma sekmēs LU CFI līdera lomas nostiprināšanos materiālzinātņu jomā, iesaistot platformas darbībā zinātniekus, uzņēmējus, investorus un politikas veidotājus abās Baltijas jūras pusēs.

Zviedrijas partneru apņemšanās nodrošinās sekmīgu LU CFI modernizāciju, tostarp vispārēju izglītības programmu pilnveidošanu, pētniecības un attīstības aktivitāšu (R&D) stiprināšanu, lai sasniegtu augstāku tehnoloģiju gatavības līmeni, inovāciju sistēmas un atvērtās piekļuves laboratoriju izveidi, kā arī ISO 9001 sertifikāciju.

CAMART² 2. etapa sagaidāmie rezultāti:

Ar KTH un Acreo palīdzību, LU CFI izstrādās zinātniskās programmas, par prioritāti izvirzot pētniecības virzienus, kuros LU CFI ir spēcīgas tradīcijas, un paaugstinot tehnoloģiju gatavības līmeni (TRL) precīzi definētās jomās. Galvenie zinātnisko rezultātu rādītāji ir kopējais publikāciju skaits un studentu darbu skaits. Īpaša uzmanība pievēršama trim rādītājiem - starptautisko koppublikāciju skaitam, citējumu skaitam un kvalitātei, ko mēra ar SNIP jeb avota normalizēto ietekmi uz žurnāla rakstu.

CAMART² 2. etapa LU CFI uzdevumi:

1. Palielināt pētniecības komercializācijas līmeni;
2. Sekmēt akadēmiskā un biznesa sektora sadarbību;
3. Uzturēt sadarbības platformu starp uzņēmējiem un zinātniekiem;
4. Atbalstīt kopīgus ar projekta partneriem pētījumus;
5. Veicināt tehnoloģiju pārnesi.

Viedie logi nulles enerģijas ēkām

Identifikācijas numurs: 101087367

Tips: Apvārsnis Eiropa

Projekta ilgums: 01.11.2023. – 31.12.2027.

Projekta vadītājs: LU CFI Plāno kārtiņu laboratorijas vadītājs Prof. Dr. phys. Juris Purāns

ERA Chair: Dr. Smagul Karazhanov

CFI budžets: 2 471 875 EUR

Projekta galvenie mērķi:

1. Cilvēkkapitāla attīstības priekšrocības. Ar ERA-chair un komandas atbalstu SWEB projekts palielinās LU CFI pētniecības, attīstības un inovācijas kapacitāti, attīstot tā potenciālu materiālzinātnes jomās, pozitīvi veicinot esošo Izcilības centra (CAMART²) darbību.
2. Jaunu energotaupības hromogēno materiālu un ierīču izstrāde, liela mēroga uzklāšanas metožu izstrāde, fotohromo un termohromo kārtiņu stabilitātes pārbaudes protokolu izstrāde, testēšana iekštelpās un ārā.
3. Publikāciju un zināšanu pārneses priekšrocības. Iegūto zinātnisko rezultātu publicēšana augstas ietekmes recenzētos žurnālos veicinās LU CFI atpazīstamību un iespēju iegūt lielāku ārējo finansējumu.
4. Ilgtermiņa ieguvumi ilgtspējīgā enerģētikā un ekonomikā, pateicoties SWEB projekta ietvaros izveidotajiem risinājumiem izšķirošu izaicinājumu risināšanai resursefektīvas sabiedrības attīstībā; ilgtermiņa ietekme pēc SWEB beigām ir plānota caur projekta laikā izveidoto Briefing Demo Center (Instruktāžas demonstrācijas centrs) un ES apvienoto augstskolu par viedajiem logiem un nulles enerģijas ēkām, pamatojoties uz spēcīgu pētniecību, attīstību, inovāciju un tirgū vadošo industriju tīklu.
5. Inovāciju nodošana jaunizveidotiem un spin-off uzņēmumiem. Projekta rezultāti nodrošinās spēcīgu pamatu tālākai tehnoloģiju attīstībai LU CFI komercializācijas aktivitātēs.

Projekta apraksts:

Projekta “Viedie logi nulles enerģijas ēkām” (Smart Windows for Zero Energy Buildings – SWEB) mērķis ir izstrādāt pasaulē atzītus un izcilus pētījumus par funkcionāliem materiāliem un to SWEB pielietojumiem, uzlabot mācību kapacitāti un veicināt institucionālās pārvaldības izmaiņas, lai panāktu izcilību un ilgtspējību. LU CFI ir funkcionālo materiālu un pārklājumu pētniecības līderis Latvijā. Institūts velta ievērojamus resursus materiālu izpētē, testēšanā, progresīvā apmācībā un inovācijās. LU CFI galvenās tehnoloģijas ir balstītas uz neorganisko un organisko plānu kārtiņu uzklāšanu uz dažādiem materiāliem un virsmām, izmantojot dažādas uzlabotas kārtiņu uzklāšanas metodes, izmantojot jau esošās un izstrādājot jaunas tehnoloģijas. Plāno kārtiņu tehnoloģijas pārvalda augsti kvalificēts personāls, kas ļauj uzklāt jaunus materiālus, atbilstoši zinātniskiem pētniecības projektiem un industriāliem klientiem. Pašlaik vairāku pētījumu projektu mērķis ir izstrādāt jaunus progresīvus materiālus un pārklājumus SWEB projektam.

SWEB projekts tiek realizēts Eiropas Savienības “Apvārsnis Eiropa” ERA-chair (European Research Executive Agency) programmas ietvaros. ERA-chair SWEB projekta laikā tiks izveidota augstas kvalifikācijas pētnieku un ekspertu komanda, sinerģiski apvienojot zināšanas par hromogēno viedo logu materiāliem un papildu kompetences LU CFI tādā veidā mazinot plaisu starp pētniecību un tehnoloģiju pārnesi. Iegūtās zināšanas palielinās pētniecības izcilību, atpazīstamību un LU CFI un Latvijas pievilcību kopumā Eiropā un pasaulē, tādējādi veicinot līdzdalību ERA-chair. Turklāt šie vērienīgie pētniecības un inovācijas mērķi, kas vērsti uz jaunās paaudzes hromogēno viedo logu izstrādi, būs pamats turpmākai SWEB tehniskajai attīstībai un inovatīvai ražošanai citos Eiropas Savienības (ES) reģionos. Gala rezultātā sabiedrība kopumā gūs labumu no izcilām darba iespējām speciālistiem, jauniešu lielāku piesaista prestižai tehnoloģiju un inženierzinātņu augstākajai izglītībai, patērētāji gūs netiešu labumu no īsākiem prototipa līdz tirgus attīstības cikliem daudzsološiem hromogēniem viediem logiem, pateicoties izveidotajam tiltam starp pētniecību, attīstību un sabiedrību.

Infrastruktūra

LU CFI piedāvā sadarbības iespējas visiem interesentiem dažādu materiālu fizikālo īpašību un struktūras pētniecības jomā. Pētniecībai ir pieejama LU CFI esošā infrastruktūra – laboratoriju tīrtelpas, laboratorijas aprīkojums un zinātniskās pētniecības iekārtas.

Iekārtu sarakstu atradīsiet zemāk, šķirojot pēc kategorijas vai apskatot pilnu iekārtu sarakstu.

Vadošie pētnieki:

1. Ph.D. Inga Pudža, h-indekss (Scopus): 8, Scopus ID: 56548999200
2. Dr.phys. Laima Trinklere, h-indekss (Scopus): 3, Scopus ID: 7801525514
3. Dr.habil.phys. Jevgēnijs Kotomins , h-indekss (Scopus): 53, Scopus ID: 26642873800
4. Dr.phys. Anatolijs Popovs, h-indekss (Scopus): 39, Scopus ID: 57205266521
5. Dr.habil.phys. Juris Purāns, h-indekss (Scopus): 35, Scopus ID: 7003530550
6. Dr.habil.phys. Linards Skuja, h-indekss (Scopus): 37, Scopus ID: 7004098260
7. Dr.phys. Krišjānis Šmits, h-indekss (Scopus): 20, Scopus ID: 56240852900
8. Dr.phys. Mārtiņš Rutkis, h-indekss (Scopus): 15, Scopus ID: 6602494416
9. Dr.phys. Anatolijs Šarakovskis, h-indekss (Scopus): 15, Scopus ID: 23111434700
10. Ph.D. Aleksejs Zolotarjovs, h-indekss (Scopus): 12, Scopus ID: 56451133300
11. Dr.phys. Aivars Vembris, h-indekss (Scopus): 11, Scopus ID: 12238776000
12. Dr. sc. ing. Gatis Mozoļevskis, h-indekss (Scopus): 3, Scopus ID: 55356576500

Vairāk informācija: www.cfi.lu.lv/

Foto: Unsplash.com