News

Sodelavca Odseka za fiziko trdne snovi F5 dr. Mimoza Naseska in doc. dr. Matjaž Humar sta v sodelovanju s kolegi iz Centra odličnosti nanoznanosti in nanotehnologije – Nanocenter, Imperial College London in Fakultete za matematiko in fiziko v reviji Optics Express objavila članek z naslovom Brezkontaktno spremljanje koncentracije glukoze in pH z integracijo nosljivih in implantabilnih hidrogelnih senzorjev z optično koherentno tomografijo.

Optična koherentna tomografija (OCT) je neinvazivna tehnika slikanja z veliko vdorno globino v tkivih, vendar omejeno kemijsko specifičnostjo. Z vključitvijo funkcionalnih monomerov je mogoče hidrogele oblikovati tako, da se odzivajo na specifične molekule, ki povzročajo reverzibilne spremembe volumna. V tej študiji predstavljamo implantabilne in nosljive biokompatibilne hidrogelne senzorje za kontinuirano spremljanje koncentracije glukoze in pH v realnem času v kombinaciji z OCT kot orodje za merjenje njihove spremembe debeline. Rezultati kažejo, da hidrogelne biosenzorje v kombinaciji z OCT imajo potencijal za brezkontaktno neprekinjeno spremljanje fizioloških parametrov in-vivo.

Slika: pH-občutljiv film hidrogela za spremljanje stanja ran. a) Graf prikazuje zmanjševanje debeline filma kot odziv na naraščajoč pH raztopine. b) OCT B-sken filma hidrogela pod obližem prsta (zgoraj desno) in okolice brez filma (spodaj desno). Puščice na zgornji desni sliki označujejo lokacijo filma hidrogela. Zgornja leva slika prikazuje lokacijo obliža, pravokotnik na spodnji levi sliki pa lokacijo filma hidrogela.… Read the rest “Članek v reviji Optics Express”

Prof. dr. Igor Serša z Odseka za fiziko trdne snovi F5 je v reviji Journal of magnetic resonance objavil članek z naslovom Comparison of driven equilibrium and standard spin-echo sequence in MR microscopy: Analysis of signal dependence on RF pulse imperfection and diffusion. Hitro MR slikanje vzorcev z dolgimi NMR relaksacijskimi časi je pogosto zahtevno. V tej študiji je predlagana rešitev tega problema, ki temelji na uporabi zaporedja spin-echo (SE) zaporedja za MR slikanje, nadgrajenega z metodo vodenega ravnotežja. Predlagano (DE-SE) zaporedje je bilo najprej teoretično analizirano in kasneje preverjeno z eksperimenti na testnih vzorcih, izvedenimi na 9,4 T sistemu za MR mikroskopijo. Poskusi na vodi so pokazali, da lahko z zaporedjem DE-SE dobimo približno 10-krat več signala kot z zaporedjem SE. Predstavljeno zaporedje DE-SE se je izkazalo za učinkovito za hitro slikanje vzorcev z dolgimi relaksacijskimi časi T1 v MR mikroskopiji in je torej primerno tudi za hitro slikanje protonske gostote materialov.

Sodelavec Odseka za fiziko trdne snovi F5 Samo Kralj je v sodelovanju s kolegoma iz Fakultete za elektrotehniko v reviji Nanomaterials objavil članek. Numerično so proučevali lokalizirane elastične deformacije v ukrivljenih nematičnih lupinah, kjer so izhajali iz mezoskopskega Helfrich-Landau-de Gennes modela. V obravnavi so se omejili na osno simetrične oblike. Določili so pogoje, pri katerih se lahko pojavijo nesingularne linijske deformacije v nematični ureditvi, ki jih omogoča t.i. mehanizem rekonstrukcije nematične ureditve.

Mlada raziskovalka Maha Zid je s sodelavci teoretično preučevala generične mehanizme, ki lahko vzpostavijo kritično obnašanje v nematskih tekočih kristalih (NTK). Ustrezni členi gostote proste energije so linearno sklopljeni z nematičnim ureditvenim parametrom.  Preučevali so nezvezne fazne prehode povzročene z variacijo temperature ali tlaka. Izpeljali so efektivno prosto energijo sistema, v kateri vse generične mehanizme predstavlja ena brezdimenzijska količina.  Glavni poudarek je na vplivu nanodelcev (ND) v homogenih mešanicah ND-NTK, kjer lahko že anomalno majhne koncentracije ND omogočijo vzpostavitev pogojev kritične točke.

V reviji PNAS je izšel članek z naslovom Quantifying Local Stiffness and Forces in Soft Biological Tissues Using Droplet Optical Microcavities, ki so ga napisali Gregor Pirnat, Matevž Marinčič, Miha Ravnik in Matjaž Humar, sodelavci odseka F5 Instituta “J. Stefan” in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Raziskovalci so razvili metodo za kvantitativno merjenje mehanskih lastnosti mehkih bioloških tkiv in materialov na osnovi meritev “whispering gallery mode” optičnih resonanc kapljičnih mikroresonatorjev. Kapljice so vstavili na primer v možgansko tkivo in skozi meritve majhnih sprememb v spektrih, izmerjenih na različnih koncih posamezne kapljice, določili obliko in deformacijo kapljice z nanometrsko natančnostjo. Kapljica je preko elastokapilarne interakcije sklopljena z okolico, zato lahko s preučevanjem odziva kapljice na deformacijo okolice izmerijo tudi materialne lastnosti okoliškega materiala. Zaradi visoke občutljivosti optičnih resonanc so lahko izmerili sile velikosti le nekaj pikonewtonov na površini kapljic. Namen metode je elastografija mehkih delov telesa, vse od sluzi do nekaterih mišic.