Projekti / Programi
Neobičajna elastičnost in geometrija za zasnovo topološke mehke snovi s kompleksnimi orientacijskimi uredivenimi polji
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.00 |
Naravoslovje |
Fizika |
|
| Koda |
Veda |
Področje |
| P250 |
Naravoslovno-matematične vede |
Kondenzirane snovi: struktura, termične in mehanske lastnosti, kristalografija, fazno ravnovesje |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
Tekoči kristali, numerične simulacije, topologija, defekti, elastičnost, koloidi, zlom simetrije
Raziskovalci (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
33197 |
dr. Simon Čopar |
Fizika |
Vodja |
2014 - 2016 |
0 |
Organizacije (1)
Povzetek
Mehke snovi, sestavljene iz spontano orientacijsko urejenih mezofaz, kot so na primer tekoči kristali, tekočekristalni elastomeri in druge urejene tekočine, doživljajo obnovljeno zanimanje, ki presega tehnologijo prikazovalnikov. Tekoče kristale vgrajujemo v materiale s kompleksnimi topološkimi strukturami, samourejujočimi koloidnimi strukturami, aktivnimi snovmi, imajo pa tudi močan odziv na vplive zunanjih polj. Ker so tekočine, so odporni na razkrajanje in slabljenje materiala, in lahko tvorijo samoobnovljive strukture. Njihova orientacijska anizotropija pa zagotavlja možnost samourejevanja in tvorbo zapletenih metastabilnih in stabilnih nadstruktur. Trenutna aktivnost v razvoju se osredotoča na koloidne sisteme in emulzije, njihovo uporabo v optiki in fotoniki, v spominskih napravah, v mikrofluidiki in v tehnologiji laboratorijev na čipu. V tem predlogu projekta bomo raziskovali nedavno odkrite materiale, ki imajo nenavadne lastnosti orientacijske in ureditvene elastičnosti, med katere spadajo na primer kromoniki, dvoosni nematiki, močno kiralne in modre faze, ter faze, zgrajene iz upognjenih molekul. Le-te tvorijo t.i. “twist-bend” faze (faze s spontano upogibno deformacijo) ter različne tipe smektikov. Naša poglavitna raziskovalna metoda bodo numerično in analitično modeliranje the snovi. Nabor teoretičnih orodij obsega topološko teorijo defektov in vključkov, ki smo jo aktivno razvijali zadnjih nekaj let. Trenutno znanje zelo dobro opiše enoosne nematske faze, zahteva pa razširitev na materiale z raznolikimi elastičnimi lastnostmi. Poleg čisto teoretičnih nalog, se bomo lotili tudi nadaljnega razvoja numeričnih metod, ki jih bomo potrebovali za obravnavo zapletenih geometrijskih vzorcev in potrebno razširjenim naborom lastnosti materialov. Zaradi razširjenega spektra spremenljivk in kompleksnosti prostora ureditvenega parametra eksotičnih orientacijsko urejenih materialov, so simulacije nujne za izbiro optimalnih spremenljivk za eksperimentalno rabo. Pričakujemo, da bodo naši rezultati razkrili nove strukture v tovrstnih materialih, razložili fine pojave, opažene v eksperimentih, in nadgradili naše razumevanje interakcij med defekti, ki vodijo v samourejevanje zamišljenih nadstruktur. Projekt bo posredno pomagal tudi izpostaviti ta nov segment topološke mehke snovi k praktični uporabi.
Pomen za razvoj znanosti
Delo, opravljeno v okviru projekta, je imelo pomemben vpliv na napredek raziskovalnega področja mehke snovi. Z izboljšanim razumevanjem in boljšimi eksperimentalnimi metodami je omogočena obravnava bolj zapletenih primerov snovi, izpopolnjeno je pa tudi teoretično znanje, posebno na področju defektov. Dosežki so bili objavljeni v 18 mednarodnih člankih, med drugim v vplivnih revijah, kot so Nature Physics, Nature Communications, PNAS in Soft Matter, v sodelovanju z raziskovalci več (vsaj 4) raziskovalnih institucij iz celega sveta. Ti članki so do oddaje poročila skupno pridobili 62 citatov, 38 čistih (WOS), kar odraža pomen za svetovno znanost. Veliko člankov je še v prvem letu po objavi in še niso zbrali veliko citatov, tako da pričakujemo še veliko večji vpliv. O dosežkih se je poročalo na številnih mednarodnih konferencah, tudi z vabljenimi predavanji, gostili smo pa tudi tuje raziskovalce, kar kaže na vplivnost raziskav predvsem na bazično znanost. Posredno zaradi odpiranja novega področja in omogočanja novih metod imajo izsledki pomen tudi na bodoče aplikacije.
Pomen za razvoj Slovenije
V slovenskem prostoru imajo izsledki projekta pomembno znanstveno vlogo, saj učvrščajo položaj slovenske znanosti in raziskovalcev v svetu. Pomembno vlogo pa ima tudi pri izobraževanju mlajših članov raziskovalnih skupin na FMF-UL in IJS, predvsem novih doktorskih in magistrskih študentov, ki so spremljali napredek in bili nekateri delno tudi udeleženi v raziskovalnem procesu. Bolj odmevne objave so bile prisotne tudi v poljudnih javnih medijih, med drugim je bil članek (Nikkhou et al, Nature Physics 11. 2015) izbran za dosežek leta 2015 Univerze v Ljubljani. Aktualni dosežki so bili predstavljeni tudi dijakom in študentom v okviru dnevov odprtih vrat, informativnih dnevov in študentskih konferenc (na primer KONFOR 2014). S tem se utrjuje tudi zavest, da je znanost v Sloveniji aktivna in vplivna tudi na svetovnem nivoju in vzbuja zanimanje za nove raziskovalce, ki želijo začeti svojo raziskovalno pot na področju, ki je bilo predmet tega projekta.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2014,
2015,
zaključno poročilo
