News

Dr. Abdelrahim Ibrahim Hassanien je v sodelovanju s kolegi iz Nemčije v reviji Particle & Particle Systems Characterization objavil članek z naslovom Neuronal-like Irregular Spiking Dynamics in Highly Volatile Memristive Intermediate-scale AgPt-Nanoparticle Assemblies.

Nevromorfno računalništvo išče funkcionalne materiale, ki lahko posnemajo možganom podobno dinamiko za reševanje zapletenih računalniških problemov. Zanimivo je, da transportne lastnosti memristivnih materialov kažejo značilnosti, ki so tesno povezane z obnašanjem umetnih nevronov. Vendar so umetni nevroni bolj togi matematični koncepti kot realistične projekcije kompleksne nevronske dinamike. Nevroznanost kaže, da je zelo učinkovita predstavitev informacij na ravni posameznih nevronov odvisna od dinamičnih značilnosti, kot so ekscitatorni in inhibitorni prispevki, neenakomernost vzorcev proženja in časovne korelacije. V tem članku je uporabljen pristop prevodne mikroskopije atomskih sil za raziskovanje memristivne dinamike nanoobsežnih sklopov AgPt-nanodelcev na meji stabilnosti prevodnega stanja, kjer se zdi, da so fizikalne sile, ki povzročajo nastanek in razpad filamentarnih struktur, uravnotežene. To razkriva dinamični režim, v katerem memristivni odziv urejajo nepravilni vzorci izgorevanja. Pomen takšnega dinamičnega režima je utemeljen z veliko podobnostjo z obnašanjem, ki ga uravnavata vzbujanje in zaviranje v bioloških nevronskih sistemih, kar je ključno za nastavitev bioloških nevronskih sistemov v stanje, ki je najprimernejše za predstavitev informacij in računanje.

Doc. dr. Anton Gradišek je s kolegi v reviji Journal of Apicultural Research objavil študijo Termoregulacija v gnezdu čmrljev – terenska študija. V raziskavi so analizirali šest družin čmrljev različnih vrst in opazovali, kako so družine skrbele za vzdrževanje temperature v gnezdu – ta je namreč pomembna za uspešen razvoj ličink. Z doma narejenim merilnim sistemom so več tednov spremljali temperature in identificirali nekaj termoregulacijskih strategij, o katerih do sedaj pri čmrljih še niso poročali.

Doc. dr. Anton Gradišek in prof. dr. Tomaž Apih sta s sodelavci iz Lizbone v reviji Scientific Reports objavila članek Opazovanje interakcij kratkega dosega v tekočinah iz majhnih molekul. V študiji se avtorji ukvarjajo s pojavom, ki je bil v raziskovalni skupnosti znan že nekaj desetletij, vendar nikoli sistematično ovrednoten. V izotropni fazi tekočih kristalov, daleč nad temperature faznega prehoda, še vedno lahko opazimo kratkožive skupke molekul z lokalno ureditvijo. Enak pojav se opazi tudi v tekočinah, ki sploh ne tvorijo tekočekristalne faze. Analiza je potekala s kombinacije NMR relaksometrije in rentgenske difrakcije. Ugotovitve so pomembne pri razumevanju kristalizacije.

Dr. Jampani Venkata Subba Rao z Odseka za fiziko trdne snovi F5 je v sodelovanju s kolegi iz Luksemburga v reviji Small objavil članek z naslovom Continuous Flow Microfluidic Production of Arbitrarily Long Tubular Liquid Crystal Elastomer Peristaltic Pump Actuators.

Elastomeri s tekočimi kristali (LCE) se proizvajajo z mikrofluidnimi orodji na osnovi stekla v geometriji cevi. Ključna inovacija je ustvarjanje poljubnih dolgo poravnanih LCE cevi s strižnim tokom in prikaz peristaltičnega aktivacijskega mehanizma z uporabo lokalnega ogrevanja. Takšne cevi so potencial za ustvarjanje aktivne sintetične vaskulature v biološkem kontekstu.

Znano je, da v aktivnih nematskih tekočih kristalih zaradi turbulentnih tokov spontano in kontinuirano nastajajo topološki defekti. Maruša Mur, Žiga Kos, Miha Ravnik in Igor Muševič z Odseka za fiziko trdne snovi Instituta “Jožef Stefan” in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani so v reviji Nature Communications objavili članek z naslovom Continuous generation of topological defects in a passively driven nematic liquid crystal, v katerem so predstavili podobno dogajanje v pasivno gnanem nematiku. V tanek film tekočega kristala so dodali majhne organske molekule, ki po filmu tečejo zaradi gradienta koncentracije. Tok teh majhnih molekul povzroči sprva laminaren, nad določenim hitrostnim pragom pa turbulenten tok tekočega kristala. Pojavijo se vrtinci, ki se vrtijo v nasprotnih smereh, kar vodi do nastajanja  topoloških defektov. Eksperimentalno delo je v članku podprto z rezultati numeričnih simulacij, ki kažejo zelo dobro ujemanje z eksperimentom. Delo opisuje enega redkih mehanizmov nastajanja topoloških defektov v mehki snovi.