Mikroskopsko vozlanje

Zanimivo odkritje slovenskih znanstvenikov

Ne zgodi se ravno pogosto, da bi katera od dveh najuglednejših svetovnih znanstvenih revij (Nature in Science) objavila prispevek slovenskih raziskovalcev. Še manj pogosto, če se sploh že je, pa se zgodi, da vodilni avtor takega prispevka še ni dopolnil 30 let. Prejšnji teden je revija Science objavila članek 29-letnega Uroša Tkalca in sodelavcev Mihe Ravnika, Simona Čoparja, Slobodana Žumra in Igorja Muševiča z Instituta Jožef Stefan in ljubljanske Fakultete za matematiko in fiziko, v katerem opisujejo vozle in splete, ki jim jih je uspelo ustvariti v koloidni mešanici tekočih kristalov in mikroskopsko majhnih steklenih kroglic.
Vzeli so tekoči kristal, kakršni se skrivajo v danes vseprisotnih LCD-zaslonih, in mu dodali steklene kroglice s premerom pet mikrometrov. Dobljeni kompozitni material so zaprli med stekelci. Podolgovate molekule tekočega kristala so se ob steklu poravnale vzporedno, tiste ob steklenih kroglicah pa pravokotno glede na površino. »Zaradi teh konfliktov med različnimi orientacijami nastane okrog vsake kroglice defekten obroč - to je tista črna zanka na slikah. Ta defektna zanka se obnaša kot elastična vrvica, ki jo je mogoče manipulirati z laserskim žarkom. Tako kot z veslom ustvarite valove oziroma vrtince v vodi (tudi to so defekti), tako s temi kroglicami ustvarite defektne zanke v tekočem kristalu,« pojasnjuje dr. Tkalec, ki je eksperimentalno delo za članek opravil v okviru doktorskega študija pod mentorstvom prof. dr. Muševiča. »Te zanke, kot rečeno, lahko manipuliramo z laserjem. Najprej jih 'primemo' z optično pastjo in povlečemo skupaj več delcev. Potem s povečanjem moči laserja lokalno stalimo tekoči kristal - torej efektivno gledano prerežemo tako zanko in jo povežemo z drugo zanko okrog sosednje kroglice. Po izklopu laserja se tekoči kristal postavi nazaj v podobno konfiguracijo kot pred takim posegom. Tako dobimo več med seboj prepletenih defektnih zank, ki lahko zavzamejo različne topološke oblike - od vozlov do raznih spletov in njihovih kombinacij,« pojasnjuje v razlagi za osnovnošolce, za katero smo ga prosili.
Odkrili so torej zanimivo lastnost kompozitnega materiala, ki ga je mogoče uporabiti kot optični filter, optično vlakno ali celo optični tranzistor. »To so bistveni optični elementi, ki jih danes že uporabljamo pri optičnem prenosu podatkov, v nastavljivih barvilih in lokaliziranih virih svetlobe, a so trenutno izdelani iz drugačnih materialov. Zamisel je, da bi v prihodnosti naredili takšne elemente iz mehke snovi, kot so na primer tekoči kristali, saj bi jih bilo na ta način enostavneje izdelati in nadzorovati.« To naj bi bil korak k viziji, da bodo še v tem stoletju delovale naprave, v katerih bo električni tok zamenjal tok svetlobe, električna digitalna vezja pa bodo zamenjala svetlobna vezja.
Tkalec domneva, da bi lahko njihovo odkritje pripomoglo tudi k boljšemu razumevanju celičnih procesov, kot so delitev in prepisovanje DNK. »Znano je, da so vozli pri tem velik problem, saj lahko onemogočijo prepis DNK, to pa lahko povzroči celično smrt.« Kot poudarja, tega procesa pri DNK za zdaj ni bilo mogoče nadzorovati, lahko so ga le posredno opazovali, z njihovo strategijo pa bi bilo mogoče narediti korak naprej.

Zakup člankov

Celoten članek je na voljo le naročnikom. Če želite zakupiti članek, je cena 4,2 EUR. S tem nakupom si zagotovite tudi enotedenski dostop do vseh ostalih zaklenjenih vsebin. Kako do tedenskega zakupa?

Pošljite SMS s vsebino MLADINA2 na številko 7890 in prejeto kodo prepišite v okvirček ter pritisnite na gumb pošlji

Nakup prek telefona je mogoč pri operaterjih Telekomu Slovenije in A1.

Članke lahko zakupite tudi s plačilnimi karticami ali prek storitve PayPal

Tedenski zakup ogleda člankov
Za ta nakup se je potrebno prijaviti.

4,2 €

Za daljše časovne zakupe se splača postati naročnik Mladine.

Mesečna naročnina, ki jo je mogoče kadarkoli prekiniti, znaša že od 15,8 EUR dalje:

Naroči