News

Raziskovalci dr. Maruša Mur, Aljaž Kavčič, dr. Uroš Jagodič, dr. Rok Podlipec in izr. prof. dr. Matjaž Humar z Odseka za fiziko trdne snovi Instituta “Jožef Stefan” so uspeli 3D-natisniti mikroskopske strukture neposredno znotraj živih človeških celic. V celice so vbrizgali kapljice biokompatibilnega svetlobno-občutljivega materiala in ga z močno fokusiranim laserskim snopom selektivno osvetlili in s tem polimerizirali. Z gibanjem laserskega žarka v treh dimenzijah je mogoče »risati« kompleksne strukture poljubnih oblik z ločljivostjo pod mikrometrom. S to metodo je ekipa natisnila različne strukture, od geometrijskih vzorcev do mikrolaserjev in celo majhnih slonov, vse znotraj živih človeških celic. Celice, ki vsebujejo 3D-tiskano strukturo, z njo vred migrirajo in se tudi delijo, pri čemer struktura preide v eno od hčerinskih celic. S preoblikovanjem živih celic v miniaturna okolja za 3D-tiskanje to delo premika meje možnega na stičišču biologije, fizike in inženirstva ter ponuja močno novo orodje za raziskovanje mehanskih in bioloških odzivov v celici. Rezultati so bili objavljeni v članku v reviji Advanced Materials, ki je bil tudi izbran kot Editor’s Choice Paper.
 
Več o prispevku najdete na povezavi:
 
M. Mur, A. Kavčič, U. Jagodič, R. Podlipec, and M. Humar, “ Two-Photon 3D Printing of Functional Microstructures Inside Living Cells.” Advanced Materials (2026): e19286. … Read the rest “Članek v reviji Advanced Materials”

Kolegi iz odseka, Rok Podlipec, Ana Krišelj in Matjaž Humar so v sodelovanju z Odsekom za biokemijo, molekularno in strukturno biologijo ter s kolegi iz Helmholtz Centra v Munchnu v reviji ACS Sensors objavili članek o izjemno natančni metodi za proučevanje hitrih dinamičnih procesov na ravni posameznih maščobnih celic. V raziskavi so z lasersko vzbujenimi t. i. »whisphering gallery mode« (WGM) optičnimi resonancami v lipidnih kapljicah živih primarnih maščobnih celic dosegli nanometersko natančnost pri merjenju velikosti kapljic, kar bistveno presega ločljivost klasične mikroskopije. S spremljanjem njihove dinamike so raziskali kompleksen odziv na farmakološke učinkovine, variabilnost med posameznimi celicami – nedosegljivo z običajnimi testi na večjih populacijah celic – ter zgodnje spremembe celične viabilnosti, hitreje od konvencionalnih testov. Predstavljena metoda odpira pot k raziskavam metabolizma in bolezni, povezanih z debelostjo, na ravni posameznih maščobnih celic in tkiv.

Več vsebine najdete v naslednji povezavi: : https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.5c03272

Prepleteni fotoni predstavljajo enega ključnih gradnikov sodobnih kvantnih tehnologij. V naši raziskavi Electrically and Geometrically Tunable Photon Pair Entanglement from Ferroelectric Nematic Liquid Crystal, objavljeni v reviji Advanced Science, smo pokazali, da je kvantno prepletene pare fotonov mogoče generirati v feroelektričnih nematskih tekočih kristalih (FNLC) ter hkrati zvezno uravnavati njihovo stopnjo kvantne prepletenosti.

Debelina tekočekristalnega vzorca v kombinaciji z zasukom molekul bistveno vpliva na kvantno stanje ustvarjenih fotonov, nastalih s spontano parametrično pretvorbo navzdol. Pokazali smo, da je z ustreznim spreminjanjem teh dveh parametrov mogoče preiti od neprepletenih do popolnoma (v okviru merske negotovosti) prepletenih stanj. Poleg tega smo demonstrirali, da je stopnjo prepletenosti mogoče v realnem času nadzorovati z zunanjim električnim poljem, ki vpliva na orientacijo molekul v vzorcu.

Prav možnost hitrega in enostavnega električnega nadzora nad orientacijo molekul in posledično nad kvantnim stanjem predstavlja ključno prednost tekočih kristalov v primerjavi s klasičnimi trdnimi nelinearnimi kristali. Naše ugotovitve tako odpirajo pot k razvoju t. i. »kvantnih zaslonov«, v katerih bi vsak posamezen slikovni element deloval kot samostojen, elektronsko nadzorovan kvantni vir svetlobe.

Celoten članek: S. Klopčič, A. Kavčič, N. Sebastián, and M. Humar, “ Electrically and Geometrically Tunable Photon Pair Entanglement from Ferroelectric Nematic Liquid Crystal.” Adv. Sci. (2025): e15206.… Read the rest “Electrically and Geometrically Tunable Photon Pair Entanglement from Ferroelectric Nematic Liquid Crystal”

Prenos nalezljivih bolezni po zraku v zaprtih prostorih ostaja velik izziv za javno zdravje. Okužene osebe izločajo respiratorne kapljice z dihanjem, kašljem in kihanjem, ki lahko ostanejo v zraku več ur in prispevajo k širjenju okužb.

Raziskovalci Matjaž Malok, Darko Kavšek in prof. Maja Remškar z Odseka za fiziko kondenzirane snovi Inštituta Jožef Stefan, so na osnovi inovativne metode razvili prvi senzor za zaznavanje posameznih respiratornih kapljic v zraku. Zaznavanje je selektivno brez vpliva drugih onesnaževal zraka, za razliko od obstoječih merilcev kvalitete zraka, ki respiratornih kapljic ne ločijo od trdnih delcev. Selektivnost delovanja temelji na podlagi razlike v dielektrični konstanti med vodo in trdnimi delci.

Poleg respiratornih kapljic je senzor primeren za meritve delcev z visoko dielektrično konstanto, kot na primer TiO2, kapljic hladilno-mazalnih sredstev v kovinski industriji in cvetnega prahu v zunanjem zraku. Uporaba teh senzorjev omogoča energijske prihranke s prezračevanjem na temelju meritev in signalizira potrebo za sprejem ukrepov za preprečevanje okužb v bolnišnicah, šolah, telovadnicah in drugih javnih prostorih.

Članek je objavljen v reviji ACS Sensors, https://doi.org/10.1021/acssensors.5c02057.

Letošnja slavnostna podelitev državnih znanstvenih nagrad je potekala v nedeljo, 9. novembra 2025, ob 20.00 v Cankarjevem domu, kjer sta nagrado prejela tudi naša sodelavca doc.dr. Matjaž Humar in prof. dr. Andrej Zorko.

Doc.dr. Matjaž Humar (IJS, UL FMF, Nanocenter) iz Humar Lab je prejel Zoisovo nagrado za vrhunske dosežke na področju mikroskopskih izvorov laserske in kvantne svetlobe.
Njegove raziskave mehkih in bioloških optičnih naprav odpirajo nove možnosti v kvantni tehnologiji, medicinski diagnostiki in raziskovanju procesov v celicah.Skupina dr. Matjaža Humarja je kot prva na svetu razvila laserje iz milnih mehurčkov, laserje vgrajene v žive celice ter prepletene fotone v tekočih kristalih, ki jih je mogoče nadzorovati z električnim poljem.

Prof. dr. Andrej Zorko (IJS, UL FMF) je prejel Zoisovo priznanje za pomembne dosežke na področju kvantnih materialov. S svojimi prebojnimi odkritji novih kvantnih stanj in pojavov pomembno sooblikuje razvoj tega hitro rastočega področja, ki odpira poti k prihodnjim kvantnim računalnikom in naprednim senzorjem.