Interakcije z izvorom v fluktuacijah elektromagnetnega polja, kot npr. van der Waalsove ali Casimirjeve interakcije, so v naravi prisotne na vseh velikostnih skalah in med vsemi tipi sistemov. Te interakcije niso pomembne le za bazično razumevanje obnašanja snovi, temveč tudi za razvoj novih mikro- in nanostrukturiranih naprav. V preteklem desetletju so postali dostopni mnogi novi materiali, kar je dodatno spodbudilo potrebo po razumevanju disperzijskih interakcijah v njih. Področje van der Wallsovih in Casimirjevih interakcij je doživelo nagel razvoj novih teoretičnih in računskih metod z namenom pridobiti globlji vpogled v relevantne pojave. Razumevanje teh sil ima daljnosežne posledice, saj povezuje koncepte fizike materialov, atomske in molekulske fizike, fizike kondenzirane snovi, visoko-energijske fizike, kemije in biologije. V preglednem članku povzamemo glavne preboje v razumevanju van der Waalsovih in Casimirjevih interakcij s poudarkom na njihovem skupnem izvoru. Pregledamo napredek pri novih ab initio modelih in njihovih aplikacijah v različnih sistemih, interakcije v snoveh s spektrom, podobnim Diracovemu, manipulacije s silo z netrivialnimi robnimi pogoji ter uporabo van der Waalsovih sil v organskih in bioloških snoveh.
COBISS.SI-ID: 3026020
Zaradi visoke absorptivnosti in izjemne občutljivosti na svetlobo, ki je posledica nizke gostote mej med zrni in visokega razmerja med površino in prostornino, je generacija ekscitonov v supramolekularnih nanožicah zelo pogosta, kar jih uvršča med idealne sisteme za izdelavo optoelektronskih sestavnih delov. Da bi z njimi neposredno zajemali svetlobno energijo, jih je potrebno priključiti na elektrode z različnimi izstopnimi deli. V tem članku poročamo o hkratni povezavi stotin supramolekularnih žic, ki jih tvorijo molekule polimera N,N′-dioktil-3,4,9,10-perilendikarboksimid (PTCDI-C8) v šesterokotni nanometrski mreži z asimetričnimi elektrodami. Tako izdelani fotonapetostni sestavni deli izkazujejo razmerje signal/šum blizu 10^7, odzivni čas na svetlobne bliske 10 ns in zunanji kvantni izkoristek večji od 55%.
COBISS.SI-ID: 4524283
Vinska mušica Drosophila melanogaster je eden od najpomembnejših modelskih organizmov, na katerih raziskujemo embrionalni razvoj. V delu smo z natančnimi meritvami premikov in deformacije celic epitelijskega tkiva embria vinske mušice ugotovili, da so elastične lastnosti tkiva močno nehomogene. S trirazsežno mikroskopsko tehniko, ki omogoča slikanje z veliko prostorsko in časovno ločljivostjo, smo raziskali deformacijo tkiva med nastankom ventralne brazde kot prvo stopnjo gastrulacije. Dodaten vpogled smo dobili z opazovanjem delno kavteriziranih vzorcev, katerih priprava je bila poseben tehnični izziv. Izmerjeni premik in deformacijo celic smo primerjali z rezultati mehaničnega modela, slonečega na površinski energiji celic. Dognali smo, da imata lateralno in dorsalno tkivo mnogo večji oziroma mnogo manjši efektivni prožnostni modul kot ventralno tkivo ter da so te lastnosti ter iz njih izhajajoča usklajena morfogeneza celotnega epitelija ključna za pravilen razvoj embria. Ta dognanja potrjujejo, da je nastanek ventralne brazde kolektiven proces, ki vključuje vse embrionalno tkivo.
COBISS.SI-ID: 28987687
V nevtralnih sistemih povzročajo korelacije med fluktuacijami naboja močne privlačne termične Casimirjeve sile, kar predstavlja velik izziv pri kontroliranju teh sil za optimizacijo delovanja nanonaprav. V članku pokažemo, kako lahko moduliramo normalne in lateralne termične sile med dvema ploščama, v katerih so Brownovski naboji. Modulacija poteka z dekorelacijo sistema z uporabo električnega polja, ki povzroči neravnovesno stacionarno stanje s konstantnim tokom v eni ali obeh ploščah, kar zmanjša nastalo fluktuacijsko normalno silo in hkrati povzroči lateralno silo upora. Hipotezo smo potrdili z natančnimi numeričnimi simulacijami in z analitičnim pristopom, ki temelji na stohastični teoriji gostotnega funkcionala.
COBISS.SI-ID: 2963300
Obravnavali smo stisljivost tekočih kristalov v modulirani nematični fazi, ki jo tvorijo snovi iz kiralnih dimerov. Izmerjeni modul stisljivosti je istega reda velikosti kot v smektičnih tekočih kristalih. Ker pa je modulacijska valovna dolžina v moduliranih nematikih za red velikosti večja, kot je debelina smektičnih plasti, bi pričakovali, da bo stisljivostni modul vsaj dva reda velikosti manjši. Ta opažanja zahtevajo ponovni premislek o veljavnosti splošno sprejetega fleksoelektričnega modela za opis moduliranih nematikov, saj s tem modelom tako velike stisljivosti ne moremo razložiti.
COBISS.SI-ID: 28844839