Nalaganje ...
Projekti / Programi vir: ARIS

Optimizacijske strategije v bioloških in umetnih mikrofluidičnih sistemih

Raziskovalna dejavnost

Koda Veda Področje Podpodročje
1.02.07  Naravoslovje  Fizika  Biofizika 

Koda Veda Področje
B002  Biomedicinske vede  Biofizika 

Koda Veda Področje
1.03  Naravoslovne vede  Fizika 
Ključne besede
Migetalke, Hidrodinamika pri nizkem Reynoldsovem številu, Optimizacija, Mikroplavalci, Biomimetica, Mikrofluidične črpalke
Vrednotenje (pravilnik)
vir: COBISS
Raziskovalci (7)
št. Evidenčna št. Ime in priimek Razisk. področje Vloga Obdobje Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  13497  dr. Dušan Babić  Fizika  Raziskovalec  2013 - 2016  131 
2.  33744  dr. Maryam Nikkhou  Fizika  Raziskovalec  2014 - 2016  14 
3.  08851  dr. Igor Poberaj  Fizika  Raziskovalec  2013 - 2016  195 
4.  18142  dr. Andreja Šarlah  Fizika  Raziskovalec  2013 - 2016  98 
5.  36558  Tinkara Troha  Fizika  Raziskovalec  2015 - 2016  21 
6.  21609  dr. Andrej Vilfan  Fizika  Vodja  2013 - 2016  250 
7.  18275  dr. Mojca Vilfan  Fizika  Raziskovalec  2013 - 2016  160 
Organizacije (2)
št. Evidenčna št. Razisk. organizacija Kraj Matična številka Štev. publikacijŠtev. publikacij
1.  0106  Institut "Jožef Stefan"  Ljubljana  5051606000  91.961 
2.  1554  Univerza v Ljubljani, Fakulteta za matematiko in fiziko  Ljubljana  1627007  34.538 
Povzetek
V okviru tega projekta bomo rešili vrsto optimizacijskih problemov v hidrodinamiki pri nizkem Reynoldsovem številu. Namen je dvojen: najprej razumeti plavanje mikroorganizmov in delovanje drugih migetalk, kajti v mnogih primerih so zelo blizu teoretičnemu optimumu. Tako bomo poiskali optimalne zamahe bioloških migetalk ob različnih omejitvah, pa tudi optimalno obliko mikro-plavalca s površinskim pogonom. Pri tem bomo uporabili invariantno formulacijo, tako da bodo rezultati kar se da splošno veljavni. Optimizacijski pristop bomo uporabili tudi za razumevanje zloma simetrije med levo in desno stranjo v razvojni biologiji. Za uporabo v mikrofluidiki pa bomo izdelali učinkovitejše umetne migetalke in rotacijske črpalke.
Pomen za razvoj znanosti
Pomen za razvoj znanosti je trojen: Kot prvo smo rešili nekaj zelo fundamentalnih problemov v hidrodinamiki pri nizkem Reynoldsovem številu, kar je pomeben prispevek k osnovni znanosti. Kot drugo je projekt prinesel novo razumevanje biologije plavajočih mikroorganizmov, zlasti načinov, kako so se razvili v smeri energijsko kar se da učinkovitega plavanje. Na primeru Kupfferjevega vezikla smo osvetlili mehanizem določitve telesne asimetrije v modelskem organizmu (ribi zebrici), vendar pričakujemo, da detekcija tekočinskega toka na podoben način deluje tudi pri sesalcih vključno s človekom. Tako smo odgovorili na vprašanje biološke narave (detekcija hitrosti tekočine), na katerega z eksperimentalnimi metodami do danes ni bilo odgovora. Tretjič pa smo na umetnih koloidnih sistemih raziskali vrsto pojavov (sinhronizacija, pogon plavalcev in mikrokoles, samourejanje), ki so poleg osnovne znanosti zanimivi tudi za uporabo v mikrofluidiki.
Pomen za razvoj Slovenije
Raziskave v tem projektu pomagajo premostiti razkorak med osnovno znanostjo, ki jo žene radovednost, ter uporabno fiziko, posebej mikrofluidiko. Projekt je pomagal dodatno utrditi pozicijo, ki jo imata Institut Jožef Stefan ter FMF na obeh področjih. Opazne publikacije ter vabljena predavanja na konferencah pa navsezadnje prispevata tudi k ugledu slovenske znanosti na splošno. Nekaj članov projektne skupine že sodeluje v evropski FP7 ITN ter COST mreži, uspešna izvedba tega projekta pa bo v prihodnsti pozitivno vplivala na naše možnosti, da uspešno konkuriramo za evropske in mednarodne projekte. Nenazadnje so raziskave tudi tesno vpete v pedagoški proces, tako na dodiplomskem kot na drugostopenjskem študiju, kakor tudi pri mentorstvih MR. Projekt je tudi odlična promocija za proizvode dveh sodelujočih spin-off podjetij. Ker so njuni izdelki namenjeni predvsem raziskovalni uprabi, so prestižne objave, predavanja na konferencah (skupaj z razstavo izdelkov) najboljši reklamni kanal.
Najpomembnejši znanstveni rezultati Letno poročilo 2013, 2014, 2015, zaključno poročilo
Najpomembnejši družbeno–ekonomsko in kulturno relevantni rezultati Letno poročilo 2013, 2014, 2015, zaključno poročilo
Zgodovina ogledov
Priljubljeno