Elektronikas un datorzinātņu institūta (EDI) jaunā pētniece Klara Kuzņecova no 15. jūlija līdz 15. septembrim atradās zinātniskajā komandējumā Polijas pilsētā Poznaņā, Ādama Mickēviča universitātes Bionanotehnoloģiju centrā, cieši sadarbojoties ar ESCULAPE projekta partneriem. Komandējuma mērķis bija stiprināt EDI un AMU sadarbību, pilnveidot praktiskās iemaņas, kā arī izvērtēt SUSTRONICS projektā izstrādāto elektrodu prototipu pielietojamību un ražošanas pilnveides iespējas.
Komandējuma laikā fokuss bija uz materiālzinātni un bioelektroniku – īpaši uz MXene tipa materiālu (piem., Ti₃C₂Tₓ) praktiskiem pielietojumiem biosensoros. MXene ir inovatīvi divdimensionāli vadoši materiāli ar lielu virsmas laukuma pret tilpumu attiecību, kas nosaka to īpašības. “Tₓ” funkcionālās grupas ļauj precīzi pielāgot elektrisko vadītspēju, virsmas pretestību un saskares īpašības uz ādas vai uz hidrogēliem. Tieši elektrodu gadījumā vienmērīga un pietiekami plāna pārklājuma izveide var samazināt kontaktpretestību un uzlabot signāla – trokšņa attiecību bioimpedances un biopotenciālu mērījumos. Šo parametru noteikšana ir svarīga gan ķermeņa uzbūves analīzē (kaulu, muskuļu un tauku masas daļas noteikšanā), gan tūskas diagnostikā.
Klarai, ierodoties AMU bionanotehnoloģiju centrā, kopā ar kolēģiem tika veikta laboratorijas aparatūras apskate un praktiskā apmācība. Zinātnieku uzraudzībā viņa varēja veikt tādus uzdevumus kā darbs ar elektronu un jonu mikroskopiem (SEM/FIB) virsmas topogrāfijas un šķērsgriezumu analīzei, kā arī kristalogrāfijas pamatu apguve ar pulvera rentgendifrakciju (XRD), lai novērtētu materiāla fāzes. Tāpat Klara pielietoja un pilnveidoja savas zināšanas elektroķīmijā, piemēram, teorētiski un praktiski pētīja šķīduma parametru ietekmi uz MXene stabilitāti un elektrodu novecošanos.
Otrkārt, Klara iepazina arī Bionanotehnoloģiju centra ražošanas metodes, tostarp elektrospinnigu ar PLA (poli–pienskābes) un citiem polimēriem nanošķiedru veidošanai, MXene sintēzi un dispersiju sagatavošanu, kā arī bioprintingu.
Treškārt, Klara praktiski veica mērījumus ar elektrodiem. Tika noteikta bioimpedanse plašā frekvenču diapazonā, elektrodu virsmas pretestība, hidrogēlu ķīmiskā sastāva izpēte ar spektroskopijas metodēm, un pat izdevās piedalīties MRT (magnētiskās rezonanses tomogrāfijas) protokolos, lai saprastu materiālu un ierīču drošības aspektus magnētiskajā laukā.
Ikdienas darbs tika papildināts ar literatūras analīzi un datu apstrādi, lai salīdzinātu SUSTRONICS projektā izmantotos materiālus un pārklājumus ar starptautiskajā literatūrā aprakstītajiem risinājumiem, īpašu uzmanību pievēršot pārklājuma vienmērīgumam, adhēzijai un mitrumjutībai.
Komandējums Klarai deva jaunas praktiskas iemaņas un datus, kas palīdzēs pilnveidot EDI izstrādātos elektrodus. Var secināt, ka ir jāapgūst precīzākas pārklājuma sagatavošanas procedūras, lai samazinātu kontaktimpedanci un uzlabotu signāla stabilitāti ilgtermiņā. Tika iegūta labāka izpratne par MXene dispersiju sagatavošanu un virsmas apstrādi ar MXene materiāliem, lai atrastu „zelta vidusceļu“ starp vadītspēju, bioloģisko saderību un mehānisku elastību. Vēl jo vairāk, tika noformēts zinātniska raksta melnraksts, iekļaujot sadaļas Materials & Methods un pirmos rezultātus, kas šobrīd tiek papildināts ar papildu mērījumu analīzes datiem.
Svarīgs secinājums, ko var izcelt SUSTRONICS projektam ir, ka vienmērīgs materiāla pārklājums uz elastīga nesēja būtiski mazina elektrodu–ādas saskares pretestību un samazina trokšņus kustību laikā; tas uzlabo klīniskajai videi svarīgos radītājus.
Ādama Mickēviča universitātes Bionanotehnoloģiju centrs nodrošināja unikālu pieeju iekārtām un prasmju pilnveidei. Vizīte tika īstenota sadarbībā ar ESCULAPE projekta kolēģiem, kas sniedza metodisku atbalstu mikroskopijas, materiālapstrādes un mērījumu protokolu pilnveidē.
Klara par sdavu pieredzi stāsta: “Divi mēneši Poznaņā man deva ne tikai piekļuvi modernajam aprīkojumam un instrumentiem, bet arī ļoti iedvesmojošu vidi un jaunās zināšanas biotehnoloģiju, materiālzinātnes un pat programmēšanas jomās. Mani darba vadītāji un kolēģi bija pretimnākoši un atvērti izmēģināt jaunajās pieejas, kas palīdzēja ātri virzīties uz priekšu ar elektrodu materiālu pārbaudēm un saprast, kur tieši mums jāpilnveido procesi. Es atgriežos EDI ar ļoti praktisku “darāmo” sarakstu un redzējumu, kā elektrodus padarīt stabilākus un lietošanai draudzīgākus.”
