Projekti / Programi
Biomimetični sistemi v mikrofluidiki
| Koda |
Veda |
Področje |
Podpodročje |
| 1.02.01 |
Naravoslovje |
Fizika |
Fizika kondenzirane materije |
| Koda |
Veda |
Področje |
| 1.03 |
Naravoslovne vede |
Fizika |
Raziskovalci (4)
| št. |
Evidenčna št. |
Ime in priimek |
Razisk. področje |
Vloga |
Obdobje |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
22288 |
dr. Matija Milanič |
Fizika |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
247 |
| 2. |
25669 |
dr. Natan Osterman |
Fizika |
Raziskovalec |
2009 - 2012 |
173 |
| 3. |
33800 |
Petra Šutar |
|
Tehnični sodelavec |
2011 |
66 |
| 4. |
18275 |
dr. Mojca Vilfan |
Fizika |
Vodja |
2009 - 2012 |
159 |
Organizacije (1)
| št. |
Evidenčna št. |
Razisk. organizacija |
Kraj |
Matična številka |
Štev. publikacijŠtev. publikacij |
| 1. |
0106 |
Institut "Jožef Stefan" |
Ljubljana |
5051606000 |
90.753 |
Pomen za razvoj znanosti
V zadnjem desetletju mikrofluidika postaja vse bolj uveljavljeno raziskovalno področje z vedno več tehnološkimi aplikacijami. Podobno kot je mikroelektronika povsem spremenila izdelavo elektronskih komponent in njihovo uporabnost, tako mikrofluidika odpira povsem nova področja raziskav in uporabe. Glavne prednosti mikrofluidike so opazne predvsem na področju analize snovi, saj take raziskave izvajamo na zelo majhnih količinah vzorca, kar ima za posledico hitro odzivnost, znižanje stroškov in zmanjšanje odpadnih materialov.
Zaradi svojih specifičnih lastnosti je mikrofludika izredno zanimiva tudi za osnovne raziskave, saj je obnašanje tekočin pri tako majhnih dimenzijah (oziroma pri majhnih Reynoldsovih številih) precej drugačno od fizike makroskopskega sveta. Raziskave v okviru projekta so bile ene prvih, ki so sistematično preverile Purcellov teorem na biomimetičnem sistemu, to je umetnih migetalkah. Umetne migetalke smo uporabili tudi kot modelski sistem za razumevanje hidrodinamskih pojavov (medmigetalčne sklopitve, pojav metahronih valov ...) pravih migetalk. Kvantitativne nadzorovane meritve je namreč na pravih migetalkah zapleteno izvesti, zato so modelski sistemi idealni pristop k reševanju tega problema. Naš model migetalk se je izkazal kot zelo uporaben, saj smo z zunanjim magnetnim poljem zelo natančno spreminjali parametre gibanja in pri danih parametrih izmerili tekočinski tok. S kartiranjem tekočinskih tokov smo natačno proučili obliko tokov in jih primerali z različnimi teoretčnimi modeli. Tako smo prispevali k oblikovanju boljših modelskih sistemov in razumevanju osnovnih pojavov na področju hidrodinamike majhnih Reynoldsovih števil.
Uspešna izvedba biomimetičnih sistemov je uporabna za mikrofluidične aplikacije, hkrati pa rezultati doprinesejo k boljšemu razumevanju bioloških sistemov. Naš inovativen pristop k mikrofluidičnim sistemom je pripomogel k splošnem napredku tega zanimivega področja in razširil možnost aplikacij. Naše raziskave so vodile do implementacij novih idej, podobni sistemi so že bili uporabljeni, na primer kot ogrodje za rast celic. Mikrofluidični sistemi so tako zanimivi ne samo za fizike, temveč tudi za biologe, kemike in druge inženirje.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave, ki smo jih izvajali v okviru projekta, sodijo v področje izredno aktualnih mikrofluidičnih raziskav. Te vrste raziskav so v zadnjih nekaj letih, deloma tudi po zaslugi tega projekta, v Slovenijii doživele velik razmah. Pomagali smo pri postavitvi eksperimentalnih tehnik, ki omogočajo natančne priprave vzorcev ter izvedbo eksperimenta in razvili programsko opremo, ki nudi natančno analizo pridobljenih podatkov. Pri tem smo sodelovali z dvema visoko tehnološkima podjetjema, Aresis, d.o.o. in LPKF Lasers & Electronics, d.o.o.
Naša eksperimentalna postavitev optične pincete z magnetno komponento je edinstvena in laboratorij, ki je opremljen še s postavitvijo za izdelavo mikrofluidičnih celic, daje odlično izhodišče za vrhunske raziskave in izobraževanje perspektivnih raziskovalcev na visokem nivoju, med drugim enega mladega raziskovalca, ki je usporabljanje začel leta 2009, v marcu 2013 pa ga bo tudi uspešno zaključil. V okviru pedagoškega dela smo člani projektne skupine naše delo predstavili tudi mlajšim generacijam študentov in jim s tem predstavili raziskovalno delo, kar je pomembno tako s strokovnega stališča kot tudi za bodoče sodelovanje z zunanjimi industrijskimi partnerji.
Rezultate dela smo objavili v vrhunskih tujih revijah, jih predstavili na mednarodnih znanstvenih srečanjih, vključno z vabljenim predavanjem in bili povabljeni da napišemo poglavje za knjigo, ki bo v kratkem izša pri RSC Publishing. Na ta način smo zagotovo pripomogli k prepoznavnosti Slovenije, po svetu promovirali produkte in prototipe modelov, ki so bili razviti in izdelani v Sloveniji, ter istočasno navezovali stike za bodoča sodelovanja z uglednimi inštitucijami in industrijskimi partnerji po svetu.
Najpomembnejši znanstveni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati
Letno poročilo
2009,
2010,
2011,
zaključno poročilo,
celotno poročilo na dLib.si
