Stojantiesiems

Tvarios akustinės medžiagos: gaminiai iš grybų micelių, popieriaus atliekų ir kitų perdirbamų žaliavų

Lapkričio 11, 2021

Parengė Vida Kuzmickaitė, „Statyba ir architektūra", sa.lt

Pastaraisiais metais Europos Komisijai nustačius žalią ir tvarią strateginę kryptį bei siekį per kelis dešimtmečius sukurti anglies dioksido neišskiriančią ekonomiką, mokslininkai ir gamintojai atsigręžia į gamtoje randamas natūralias žaliavas, jų perdirbimą ir panaudojimą statybinių medžiagų gamybai. Akustinės medžiagos – ne išimtis. Kokios garsą sugeriančios medžiagos šiandien kuriamos Lietuvoje ir už jos ribų?

Medžiagų akustikos mokslininkus domina ir įvairūs natūralūs pluoštai (kanapių, kokosų, medvilnės ir kt.), taip pat tokios akustinės medžiagos po truputį randa savo vietą rinkoje.

Kompozitinės plokštės iš popieriaus gamybos atliekų

Vilniaus Gedimino technikos universiteto (VILNIUS TECH) mokslininkai šiuo metu kuria kompozitines popieriaus gamybos dumblo plokštes, kurios skirtos garso sugerčiai. Kompozitinės plokštės ateityje galėtų būti naudojamos įvairiose laukimo salėse, koridoriuose ar panašiose statinių erdvėse.

Anot VILNIUS TECH Aplinkos inžinerijos fakulteto Aplinkos apsaugos instituto inžinieriaus ir Aplinkos apsaugos ir vandens inžinerijos katedros doktoranto Tomo Astrausko, jau yra sukurti pirmieji plokščių prototipai: „Lyginant su šiuo metu rinkoje esančiais produktais, mūsų kuriamų popieriaus gamybos dumblo kompozitinių plokščių garso sugertis yra panaši. Visgi, dar reikia įdėti daug darbo, išsiaiškinti plokščių mechanines, degumo ir kitas statybinėms plokštėms aktualias savybes.“ 

Didžiausias iššūkis, kaip pasakoja T. Astrauskas, buvo pasiekti norimos garso sugerties ir plokštės tvirtumo santykį: „Siekiant, kad plokštė gerai sugertų garsą, reikia didinti plokštės poringumą. Tačiau didinant poringumą mažėja plokštės tvirtumas ir ji tampa trapi.“ 

Pasak mokslininko, analogais rinkoje galima būtų laikyti visas garsą sugeriančias plokštes. Dažniausiai tokios plokštės yra gaminamos iš mineralinės vatos arba poliuretano putų, tačiau šios medžiagos nėra draugiškos aplinkai, nes jų gamybai sunaudojama daug energijos ir naudojami neatsinaujinantys žaliavų šaltiniai.

Dėmesys tvarioms ir inovatyvioms medžiagoms 

T. Astrauskas dalinasi, kad universitete šiuo metu labiausiai susitelkiama į medžiagas, kurioms galėtų būti pritaikytas žiedinės ekonomikos principas. Katedros doktorantai ir mokslininkai dirba su perdirbtų padangų guma, tekstile, bioanglimi, jas taikydami garso sugerčiai, izoliacijai ar garso sklaidymui. Medžiagų akustikos mokslininkus domina ir įvairūs natūralūs pluoštai (kanapių, kokosų, medvilnės ir kt.), taip pat tokios akustinės medžiagos po truputį randa savo vietą rinkoje. 

Vienomis inovatyviausių medžiagų galima laikyti akustines metamedžiagas, kurios yra neegzistuojančios gamtoje. Šių medžiagų kūrimas ir tobulinimas prasidėjo palyginti neseniai, kai atsirado 3D spausdinimo technologijos. Metamedžiagos išsiskiria tuo, kad iš jų galima suprojektuoti medžiagą, kuri pasižymės tam tikromis akustinėmis savybėmis. 

Taip pat kuriamos akustinės medžiagos, kurios galėtų keisti savo struktūrą priklausomai nuo jas veikiančių sąlygų. Tačiau tokio tipo medžiagos vis dar tobulinamos laboratorijose ir artimiausiu metu rinkoje dar nepasirodys.

Gaminant akustines plokštes jungiamos micelės ir perdirbta tekstilė

Perdirbtos medžiagos gamintojų rinkoje sukėlė proveržį. Pirmieji neapibrėžti bandymai pagaminti akustines medžiagas iš tvarių, perdirbtų medžiagų, ilgainiui tampa vis populiaresniais sprendimais. Pavyzdžiui, šveicarų gamintojas „Impact Acoustic“ rūpestį planetos ateitimi išreiškia gamindamas akustines sienų plokštes, pertvaras, lubas iš perdirbtų plastikinių butelių. Amerikiečių „Audimute“ kuria akustines medžiagas perdirbdami medvilnę ir celiuliozę. 

Tuo tarpu italų kompanija „Mogu Acoustic“ sukūrė unikalią akustinę technologiją – akustines plokštes, pagamintas iš grybų micelių (grybienos) ir perdirbtų tekstilės likučių. Tai vienas pirmųjų tokio pobūdžio projektų, kuris buvo komercializuotas. Akustinės plokštės gaminamos iš minkštų, putų tekstūrą primenančių grybienos medžiagų. Natūralių šviesių tonų atspalvių akustinės plokštės išsiskiria elegantiška aksomine apdaila ir 3D formos reljefu, padedančiu geriau sugerti garsą.

Akustinės medžiagos iš grybų micelių 

Įvairiems gamintojams aktyviai eksperimentuojant su ekologiškomis medžiagomis ir mėginant jas pritaikyti statybinių medžiagų gamyboje, pastebima problema, kad vis dar sunku sukurti efektyvesnes medžiagas nei tradicinės akustinės panelės. Tačiau, tikėtina, kad netolimoje ateityje iš natūralių medžiagų pagamintos plokštės garso sugertimi pranoks tradicines plokštes. 

Šį iššūkį sprendžia ir garso sugėrimo efektyvumo formulių ieško estų kompanija „MYCEEN“, gaminanti akustines plokštes iš grybų micelių. Pasak jų kūrėjo Karlo Pärtelo, porėta akustinių plokščių paviršiaus struktūra atlieka garso sugėrimo funkciją. Siekiant panaikinti aidą ir supaprastinti garso sugėrimą, plokštėms suteikiamos skirtingos formos.

Gamintojai sukūrė įvairių formų, dydžių ir spalvų akustines plokštes, kurios gali būti montuojamos individualiai arba jungiamos kartu su kitomis akustinėmis plokštėmis ant sienos. Micelės efektyviai veikia ir kaip natūralūs klijai. Šiuo metu tokios plokštės sėkmingai integruojamos tiek namų aplinkoje, tiek biuruose. Taip pat iš grybienos kuriami akustiniai baldai, padedantys slopinti garsą – didelės lubinės lempos, stalai, kėdės. 

K. Pärtelis pasakoja, kad drauge su komanda atkreipė dėmesį į grybieną tuomet, kai pradėjo ieškoti alternatyvos dirbtinėms, cheminėms medžiagoms: „Atsižvelgiant į dabartinę klimato kaitą, mums reikia tvarių gaminių, todėl gamtos išteklių – grybų micelių – panaudojimas gamybai yra labai logiškas žingsnis. Juolab kad grybų micelės, pabaigusios savo gyvavimo ciklą, natūraliai suyra gamtoje.“ 

Pasak kūrėjo, vienas efektyviausių argumentų, liudijančių grybienos plokščių ekologiškumą, yra tai, kad 1 kg grybienos medžiagos gali sukaupti daugiau nei 1 kg CO2, tuo tarpu 1 kg plastiko, iš jo gaminant statybines medžiagas, išskiria apie 6 kg CO2. 

Gamintojai ir mokslininkai jau šiandien keičia akustinių medžiagų kūrimo paradigmą. Tiesa, kai kurios medžiagos tebėra testuojamos ir tikrinamos; kyla abejonių dėl to, ar inovatyvios perdirbamos akustinės plokštės pranoks tradicines savo efektyvumu. Visgi, tik laiko klausimas, kada jos taps ne originaliu, o įprastu modernaus dizaino ir architektūros sprendiniu.

‎‎

‎‎
 

Galerija

Panašios naujienos

Nauja daktaro disertacija
Nauja daktaro disertacija
VILNIUS TECH didžiuojasi savo doktorantų disertacijomis, todėl VILNIUS TECH Biblioteka kviečia sekti skelbiamas naujas apgintas disertacijas. Šiandien pristatoma disertacija „Mašininio mokymo metodų tyrimas ir taikymas migrenos priepuoliui prognozuoti“ („Research and application of machine learning methods for migraine attack prediction“), kurią parengė doktorantė Viroslava Kapustynska. Disertacija rengta 2021–2026 metais Vilniaus Gedimino technikos universitete, vadovas – prof. dr. Šarūnas Paulikas. Disertacija ginama viešame Elektros ir elektronikos inžinerijos mokslo krypties disertacijos gynimo tarybos posėdyje 2026 m. birželio 9 d. 14 val. Vilniaus Gedimino technikos universiteto Aula Doctoralis posėdžių salėje. Migrena yra sudėtingas neurologinis sutrikimas, pasižymintis didele tarpindividualine ir intraindividualine kintamumo variacija, todėl ankstyvas priepuolių prognozavimas remiantis vien klinikiniais stebėjimais yra sudėtingas. Nešiojamieji biosensoriai kartu su mašininio mokymosi metodais suteikia galimybę nustatyti subtilius fiziologinius pokyčius, galinčius pasireikšti prieš migrenos priepuolį, ir kurti individualizuotus prognozavimo metodus. Disertacijoje tiriama migrenos analizė ir kitos dienos migrenos prognozavimas naudojant fiziologinius duomenis, surinktus realiomis gyvenimo sąlygomis. Duomenys buvo registruojami naudojant nešiojamąjį įrenginį Empatica Embrace Plus ir apima elektroderminės odos veiklos, pulso dažnio, odos temperatūros ir judesio signalus. Analizė orientuota į naktinius įrašus, nes nakties laikotarpis pasižymi stabilesnėmis fiziologinėmis sąlygomis ir mažesne išorinių veiksnių įtaka. Naktys buvo standartizuotos taikant miego pagrindu paremtą kontekstinį atrinkimą ir nuoseklias naktų parinkimo taisykles. Eksperimentinė analizė organizuota dviem etapais. Pirmajame etape taikoma lango lygmens dvejetainė klasifikacijos užduotis, siekiant įvertinti, kaip metodiniai sprendimai veikia modelių veikimą. Naktiniai įrašai suskirstomi į analizės langus nuo penkių iki šimto dvidešimties minučių trukmės, apskaičiuojami statistiniai požymiai, o signalų išankstinio apdorojimo ir požymių reprezentacijos įtaka vertinama taikant kelias klasifikatorių šeimas, įskaitant Random Forest, XGBoost, histograminį gradientinį stiprinimą, atraminių vektorių mašinas ir artimiausių kaimynų metodą. Antrajame etape vertinamas kitos dienos migrenos prognozavimas, remiantis visos nakties duomenimis. Šiame etape taikoma griežtesnė validavimo schema, siekiant gauti patikimesnius modelių veikimo įverčius, o analizėje daugiausia dėmesio skiriama laiko agregavimo poveikiui, lyginant tas pačias klasifikatorių šeimas nuoseklioje vertinimo aplinkoje. Rezultatai rodo didelę dalyvių tarpusavio variaciją tiek prognozavimo tikslumo, tiek optimalių modelių konfigūracijų atžvilgiu. Trumpesni analizės langai dažniau išsaugo informatyvius trumpalaikius fiziologinius pokyčius, o ilgesni langai linkę šiuos svyravimus išlyginti. Signalų išankstinis apdorojimas pasižymi nuo lango trukmės priklausančiu poveikiu ir neužtikrina nuoseklaus rezultatų pagerėjimo. Gauti rezultatai pabrėžia laiko rezoliucijos, griežtos validacijos ir individualizuoto modeliavimo svarbą kuriant migrenos prognozavimo sistemas, paremtas nešiojamųjų įrenginių duomenimis. Mokslo darbą galite rasti VILNIUS TECH Virtualiojoje bibliotekoje.
Plačiau
15-oji tarptautinė konferencija "Air Quality, Science and Application“ ir projekto rezultatų viešinimas
15-oji tarptautinė konferencija "Air Quality, Science and Application“ ir projekto rezultatų viešinimas
Projekto vadovas, vyriausiasis mokslo darbuotojas Dr. Aleksandras Chlebnikovas 2026 m. birželio 1–5 d. dalyvavo 15-oje tarptautinėje konferencijoje „Oro kokybė, Mokslas ir taikymas" Prahoje, Čekijoje, kur pristatė pranešimą „Transformation of nanoparticle content in a gas stream under the influence of a low-voltage pulsed electric field“. Konferencija vyko pirmaujančiame šalies Karolio universitete, kuris įeina į geriausių 300 pasaulio universitetų sąrašą. Vizito metu susipažinta su Matematikos ir fizikos fakulteto technine baze, bendrauta su administracija ir pasidalinta patirtimi su mokslininkais ir įmonių atstovais. Projekto tema pristatytas pranešimas sulaukė daug susidomėjimo oro kokybės gerinimo kontekste, tyrimų plėtros ir inovacijos diegimo klausimais. Su konferencijos dalyviais aptartos nagrinėjamos projekto temos potencialas, planuojamas būsimas bendradarbiavimas. Dalyvavimas konferencijoje suteikė platų Projekto viešinimą, praplėtė naujom idėjom vykdomas plėtros kryptis ir leido perteikti informaciją suinteresuotiems asmenims iš pramonės ir akademinės bendruomenės. Kelionė buvo finansuota projekto lėšomis, o konferencijoje oficialiai pristatyti ir aptarti projekto rezultatai, kurie bus integruoti į artimiausius tyrimų etapus. Finansavimą skyrė Lietuvos mokslo taryba (LMTLT), sutarties Nr. [S-MIP-24-88].
Plačiau