News

Velik napredek razumevanja topoloških omejitev v biološki fiziki in fiziki mehke snovi v zadnjih letih je spodbudil evropsko COST grupacijo EUTOPIA, da je pripravila obsežen pregledni članek o topoloških efektih pri organizaciji DNK in genoma do spletenih proteinov, polimernih materialov, tekočih kristalov, in teoretične fizike, z glavnim namenom zmanjšati ovire med različnimi podpodročji mehke in biološke snovi.  Simon Čopar, Miha Ravnik, Primož Ziherl in Slobodan Žumer, sodelavci Instituta “Jožef Stefan” in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani so skupaj s sodelavci iz skupine EUTOPIA v reviji Physics Reports objavili obsežen pregledni članek “Topology in soft and biological matter“.

Physics Reports 1075, 18 July 2024, Pages 1-137, Topology in soft and biological matter.

https://doi.org/10.1016/j.physrep.2024.04.002

COBISS.SI-ID 32291367 IF = 29.9

PEKLAR, Rok, MIKAC, Urška, SERŠA, Igor. The effect of battery configuration on dendritic growth : A magnetic resonance microscopy study on symmetric lithium cells. Batteries. 2024, vol. 10, art. 165, 13 str. ISSN 2313-0105. https://www.mdpi.com/2313-0105/10/5/165.

Potencial kovinskega litija, da postane anodni material za baterije naslednje generacije, ovirajo pomembni izzivi, med katerimi je glavni rast dendritov med polnjenjem baterije. Te dendritne strukture ne le poslabšajo delovanje baterije, ampak predstavljajo tudi varnostna tveganja. V tej študiji je bil uporabljen nedavno uveden posredni pristop slikanja, ki temelji na 1H MRI elektrolita, s katerim smo zaporedno slikali rast dendritov v različnih konfiguracijah simetričnih litijevih celic. Izmerjene zaporedne slike so z uporabo volumetrične analize omogočale merjenje rasti dendritov v vsaki celici. Rezultati rasti so potrdili našo teoretično napoved, da je rast med celicami neenakomerna pri vzporedni vezavi celic in je enakomerna pri zaporedni vezavi celic.

TUŠAR, Kaja, SERŠA, Igor. Use of nonlinear pulsed magnetic fields for spatial encoding in magnetic resonance imaging. Scientific reports. 2024, vol. 14, art. 7521, 15 str. ISSN 2045-2322. https://www.nature.com/articles/s41598-024-58229-x

V tej študiji smo preučevali možnost uporabe tuljav nelinearnega magnetnega polja za prostorsko kodiranje pri slikanju z magnetno resonanco. Obstoječe teorije o slikanju s takšnimi tuljavami imajo skupen kompleksen proces rekonstrukcije, ki izvira iz suboptimalne interpretacije signala v prostorsko-frekvenčni domeni (k-prostor). V tej študiji je predlagana nova rešitev tega problema, in sicer dvostopenjski proces rekonstrukcije, pri katerem se v prvem koraku slikovni signal pretvori v frekvenčni spekter, v drugem koraku pa spekter, ki predstavlja popačeno sliko, geometrično in intenzivnostno korigirano, da dobimo nepopačeno sliko. Rezultati te študije potrjujejo možnost uporabe preprostih kodirnih tuljav, ki imajo lahko nizko induktivnost, kar omogoča veliko hitrejše preklopne čase in višje gradiente magnetnega polja.

Hana Kokot, Boštjan Kokot in Iztok Urbančič (Laboratorij za biofiziko, Odsek za fiziko trdne snovi, F5) so s kolegi s Fakultete za farmacijo (Univerza v Ljubljani) objavili članek z naslovom Amphiphilic coumarin-based probes for live-cell STED nanoscopy of plasma membrane v reviji Bioorganic Chemistry.

Avtorji članka so razvili in okarakterizirali nov amfifilni fluorescenčni označevalec SHE-2N, ki omogoča hitro in dolgotrajno fluorescenčno označevanje zunanje celične membrane živih celic. Novi označevalec za fluorescenčno mikroskopijo je zaradi visoke fotostabilnosti in ustreznih spektralnih lastnosti primeren tudi za visoko-ločljivo STED mikroskopijo in dvofotonsko mikroskopijo.

V reviji Physical Review Letters je izšel članek »Dynamics and Topology of Symmetry Breaking with Skyrmions«. Članek so napisali Jaka Pišljar, Andriy Nych, Uliana Ognysta, Andrej Petelin, Samo Kralj in Igor Muševič, sodelavci Instituta »Jožef Stefan« in Institute of Physics, Kijev. V članku obravnavajo nastanek vrtinčastih struktur-polskirmionov, ki se pojavijo v nekaterih kiralnih tekočih kristalih. Pokazali so, da polskirmioni nastanejo iz neurejene faze na zelo poseben način, ko kiralni tekoči kristal ogradijo pod debelino 100 nm. V tem območju so pod mikroskopom lahko s prostim očesom opazovali počasne fluktuacije, pri katerih se polskirmioni-vrtinci spontano tvorijo in razpadajo, kar je pokazano na spremljajoči sliki. Ta dinamika je za kar 4 velikostne rede počasnejša od pričakovane in so jo uspešno pojasnili s termično vzbujenimi preskoki med strukturnimi stanji, ki si postanejo energijsko bližnja zaradi močnega vpliva površin. Takšen prehod je zanimiv tudi iz topološkega vidika, saj eksperimenti razkrivajo, na kakšen način se v tem sistemu ohranja topološki naboj. Članek je bil izpostavljen tudi v reviji Physics.