Prvi smo ustvarili stabilne suspenzije magnetnih ploščic v nematskem tekočem kristalu in pokazali njihovo feromagnetno obnašanje. Dobljena spontana magnetizacija se pojavi v smeri nematskega direktorja. Pri ohlajanju iz izotropne v nematsko fazo v odsotnosti zunanjega magnetnega polja dobimo polidomenski vzorec z dvema tipoma domen, ki imata magnetizacijo v nasprotnih smereh. Če pa ohladimo vzorec v nematsko fazo v prisotnosti zunanjega magnetnega polja, dobimo enodomenski vzorec, katerega magnetizacijo lahko obračamo z zunanjim poljem. Feromagnetna faza se odziva na že na zelo majhna magnetna polja in je zato izredno uporabna v magneto-optičnih napravah. Naše raziskave so potrdile več kot štiri desetletja staro teoretično napoved o obstoju feromagnetnih tekočih kristalov in s tem odprle povsem novo področje raziskav. Članek je zato naletel tudi na izredno velik odziv, kar potrjujejo številni odmevi v strokovni in širši javnosti ter intervjuji z avtorji.
COBISS.SI-ID: 27304231
Izdelali smo umetne migetalke in kot prvi pokazali, da jih lahko uporabimo za črpanje tekočine v mikrofluidični napravi. Sestavili smo jih iz superparamagnetnih mikronskih kroglic, ki so se v vnaprej pripravljenih kalupih oblikovale v verige. Privlačno medsebojno interakcijo smo dosegli z zunanjim magnetnim poljem, ki smo ga izkoristili tudi za krmiljenje migetalk. Vsiljevali smo periodično, vendar nerecipročno gibanje, ki je potrebno za zlom simetrije in s tem povezano uspešno črpanje tekočine v sistemu z nizkim Reynoldsovim številom. Na ta način smo dosegli opazen tekočinski tok nad poljem migetalk. Izmerili smo hitrost črpanja tekočine in določili hitrostni profil v odvisnosti od parametrov vrtenja. V nadaljevanju smo raziskave razširili na študij hitrostnega polja okoli ene same migetalke in na proučevanje sklopitve med sosednjimi migetalkami.
COBISS.SI-ID: 23251239
Biološki sistemi praviloma delujejo z zelo visoko energijsko učinkovitostjo, vendar to na prvi pogled ne velja za migetalkarje, ki dosegajo le okoli 1% izkoristek. Z numerično simulacijo smo poiskali optimalne vzorce utripanja bioloških migetalk po kriteriju energijske učinkovitosti. Problem smo proučili na nivoju posamezne migetalke in skupine migetalk. Pokazali smo, da maksimizacija učinkovitosti posamezne migetalke vodi do valovitih, pogosto simetričnih in nekoliko kontraintuitivnih vzorcev. Optimalni vzorci utripanja goste mreže migetalk na površini so izredno podobni temu, kar opazimo pri mikroorganizmih, kakršen je na primer paramecij. Naši izračuni so pokazali, da dosega hidrodinamska učinkovitost paramecija okoli 50% teoretično možnega maksimuma. Pokazali smo tudi, da je metahrona koordinacija bistvena za učinkovito črpanje, največja učinkovitost pa je dosežena z antiplektičnimi valovi.
COBISS.SI-ID: 25073447
Z metodo dinamičnega sipanja svetlobe smo kot prvi raziskali mehke gibalne načine v tekočekristalnih elastomerih in proučili pojave, povezane s takoimenovano mehko elastičnostjo. Z meritvami relaksacijskih fluktuacij direktorja kot funkcijo raztezanja elastomera nam je uspelo določiti viskoelastične konstante, obenem pa smo potrdili domnevo o obstoju mehkih gibalnih načinov, kar dokazuje pravilnost teorije M. Warnerja in E. Terentjeva. Za razliko od tekočin in gelov je gibanje molekul v elastomerih omejeno zaradi premreženja. Klub temu pa se pri določenem kritičnem raztezku - na točki elastične nestabilnosti - elastomer obnaša kot gel, tako da majhne deformacije prečno na direktor postanejo popolnoma mehke. Pokazali smo, da je ta pojav posledica sklopitve med elastičnostjo polimernih verig ter orientacijskimi lastnostmi tekočekristalnih molekul. Naši rezultati in raziskave so tako omogočili globlje razumevanje pojavov, povezanih z mehko elastičnostjo, zavrgli prepričanja nekaterih znanstvenikov o izvoru ter pravilnosti razlage opaženih pojavov.
COBISS.SI-ID: 22886183
Izvedli smo primerjalno študijo procesa spontane organizacije štirih sorodnih oligonukleotidov DNK v vodni raztopini. Vsi proučevani oligonukleotidi so vsebovali enako centralno sekvenco (d(GGTG4TGG)), ki povzroča formiranje G-kvadrupleksnih struktur, ter različno število in položaj zaključnih GC sekvenc. Pri raziskavah smo uporabili cirkularni dikroizem za določitev topologije in relativne orientacije kvadrupleksov, NMR spektroskopijo za identifikacijo Watson-Crickovih baznih parov ter dinamično sipanje svetlobe za določitev velikosti agregatov. Naši rezultati so pokazali, v nasprotju s predvidevanji v znanstveni literaturi, da najdaljše G-žice nastanejo pri oligonukleotidih, ki sploh ne vsebujejo zaključnih GC sekvenc. Ti oligonukleotidi se predvidoma povežejo v G-žice na osnovi skladovnega nalaganja G-kvartetov. Pokazali smo, da prisotnost d(GC) terminalne sekvence na 5' koncu oligonukleotida inducira povezovanje v relativno kratke žice, ki so osnovane na formiranju G:C:G:C kvarteta. Prisotnost d(GC) terminalne sekvence na 3' koncu oligonukleotida pa celo zavira nastanek G-žic. Izsledke raziskav bomo uporabili pri načrtovanju nanožic in bolj zapletenih struktur na osnovi G-kvadrupleksov.
COBISS.SI-ID: 2606436