Najodmevnejši raziskovalni dosežki v letu 2017

Univerza v Ljubljani vsako leto tradicionalni Teden Univerze odpre s predstavitvijo najodmevnejših raziskovalnih dosežkov. Namen dogodka je poudariti usmerjenost univerze v raziskovanje in izpostaviti tiste raziskovalce, ki so letos dosegli še posebej vidne rezultate.

Pri izboru avtorjev desetih najodmevnejših raziskovalnih dosežkov Univerze v Ljubljani komisija upošteva predvsem mednarodno odmevnost, ki se izkazuje s citati in vplivnostjo revije, kjer je bilo delo objavljeno. Na izbor vplivajo tudi zaključena celota dosežka, zanimiva za širšo strokovno in splošno javnost, ter koristnost uporabe.

Seznam desetih najodmevnejših raziskovalnih dosežkov Univerze v Ljubljani v letu 2017:

1. Prelomno odkritje o mehanskih povezavah planktonskih bakterij v redkih suspenzijah

Temeljno naravoslovno odkritje o mehanskih povezavah med bakterijami, za katere so raziskovalci menili, da ne obstajajo, spreminja pogled na mikroorganizme, razumevanje bakterijskega sodelovanja in njihovega vpliva na okolje.


Avtorji:
Simon Sretenović, Biljana Stojković, Iztok Dogša, Rok Kostanjšek, Igor Poberaj, David Stopar


Skupina raziskovalcev z Biotehniške fakultete Univerze v Ljubljani je skupaj s sodelavci z Medicinske fakultete ter Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani (Simon Sretenović, Biljana Stojković, Iztok Dogša, Rok Kostanjšek, Igor Poberaj in David Stopar) odkrila mehanske povezave med bakterijami, za katere so raziskovalci menili, da ne obstajajo, in na ta način porušila večstoletno dogmo o nepovezanih planktonskih bakterijskih celicah. Temeljno naravoslovno odkritje spreminja pogled na mikroorganizme, razumevanje bakterijskega sodelovanja in njihovega vpliva na okolje.

več

2. Novo računsko orodje za protipotresno utrditev zgodovinskih zidanih stavb s pomočjo potresne izolacije

Raziskovalca Fakultete za arhitekturo Univerze v Ljubljani sta razvila nov pristop računskega modeliranja odziva zidanih stavb na potresno obremenitev ter metodo za izbiro primernega tipa izolacijskih naprav za vgradnjo v kulturnozgodovinske objekte. 


Avtorja:
Simon Petrovčič, Vojko Kilar 


Pri zgodovinskih zidanih stavbah z uporabo konvencionalnih sanacijskih gradbenih posegov lahko dosežemo izjemno visoko stopnjo varnosti pred porušitvijo, vendar pa so takšni ukrepi tudi zelo invazivni in zahtevajo razmeroma velike posege v objekt ter s tem tudi v njegovo zgodovinsko in kulturno substanco. Na potresno ogroženih območjih po svetu se v določenih primerih uporablja tudi potresna izolacija. Osnovni princip delovanja takega sistema je, da se s povečanjem nihajne dobe in dušenja celotnega sistema zmanjša raven sil, ki nastanejo na konstrukciji med potresno obremenitvijo. Za ta namen se uporabljajo posebna ležišča, ki se običajno vgrajujejo na nivo temeljev konstrukcije. To pomeni, da v takih primerih pretirani posegi v objekt sploh niso potrebni. V tem kontekstu je uporaba potresne izolacije pri zgodovinskih zidanih stavbah svojevrstna rešitev, saj omogoča povečanje potresne odpornosti ob minimiziranju posegov na objektu. Zaradi zahtevnosti vgradnje takšnih naprav in razmeroma visoke cene so tovrstni posegi omejeni na najbolj dragocene stavbe kulturne dediščine.

več

3. Za prelivanje znanja od podjetij v tuji lasti na domača je ključna absorbcijska sposobnost slednjih

Absorbcijska sposobnost za prelivanje znanja pri domačih podjetjih je odvisna zlasti od ravni tehnološkega razvoja, raziskav in razvoja ter inovacijske dejavnosti, ravni razvitosti človeškega kapitala, ravni produktivnosti in/ali izvozne usmerjenosti.


Avtorja:
Matija Rojec, Mark Knell 


Avtorja (Matija Rojec, Fakulteta za družbene vede Univerze v Ljubljani, in Mark Knell, NIFU Nordic Institute for Studies in Innovation Research and Education) analizirata najnovejše vsebinske in metodološke prispevke k analizi prelivanja znanja od neposrednih tujih investicij (NTI), ki so prinesli nekatere bolj optimistične rezultate glede teh prelivanj in ki lahko pomagajo v nadaljnjem razvoju tega področja raziskovanja. Izsledke sta objavila v reviji Journal of Economic Surveys.

več

4. Nova metoda za slikovno določevanje energijske reže fotonapetostnih modulov

V proizvodnji omogoča kontrolo kakovosti in zgodnje odkrivanje sprememb proizvodnega procesa, v raziskavah pa odkrivanje nehomogenosti z možnostjo optimizacije procesov nanašanja tankih plasti polprevodnikov, ki so aktivni del sončnih celic.


Avtorji:
Matevž Bokalič, Marko Topič, Bart E. Pieters, Andreas Gerber, Uwe Rau 


Raziskovalna skupina s Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani (Matevž Bokalič, Marko Topič) je v sodelovanju z inštitutom Forschungszentrum Jülich (Bart E. Pieters, Andreas Gerber, Uwe Rau) razvila edinstveno metodo za slikovno določevanje energijske reže absorberjev fotonapetostnih modulov s spremenljivo stehiometrijo. Metoda temelji na pojavu luminiscence, kjer optoelektronski element pod vplivom vzbujanja seva svetlobo. Svetlobo se zajame v dveh ali več različnih spektralnih območjih, za kar je mogoče uporabiti kamere z različnimi spektralnimi odzivi. Na osnovi kalibracijske relacije in razmerja zajetih slik se določi energijsko režo absorberja, E ̃_G (x,y), po celotni površini fotonapetostnega modula. Bistvena prednost nove metode je izredno hitra določitev energijske reže absorberja po celotni površini fotonapetostnega modula, kar z obstoječimi metodami sploh ni bilo možno. Hitrost in nedestruktivnost metode omogočata in-situ uporabo tako v industrijskem okolju kot tudi v raziskavah. V proizvodnji omogoča kontrolo kakovosti in zgodnje odkrivanje sprememb proizvodnega procesa, v raziskavah pa odkrivanje nehomogenosti z možnostjo optimizacije procesov nanašanja tankih plasti polprevodnikov, ki so aktivni del sončnih celic.

več

5. Razložili enega od mehanizmov preživetja bakterij v prisotnosti antibiotikov

Raziskovalci s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani so v sodelovanju z belgijskimi raziskovalci prvi pojasnili molekularni mehanizem delovanja modulov toksin-antitoksin, ki razloži kako in zakaj lahko bakterijske celice zaustavijo svojo rast in razvoj.


Avtorji:
San Hadži, Igor Drobnak, Andrej Mernik, Črtomir Podlipnik, Remy Loris, Jurij Lah


Preživetje bakterijskih celic kljub prisotnosti antibiotikov povzroča velike težave pri zdravljenju bakterijskih infekcij. Preživetje jim omogočajo mutacije (sprememba genotipa – rezistenca) ali zaustavitev rasti in razvoja (sprememba fenotipa – perzistenca), ki vodi bakterijske celice v t. i. »speče« stanje z zaustavljenim metabolizmom. Ko koncentracija antibiotika pade, se bakterije »prebudijo« in namnožijo, kar povzroča mnoge ponavljajoče se in kronične bolezni. Znano je, da lahko bakterijske celice zaustavijo svoj metabolizem s pomočjo lastnih genetskih sistemov, imenovanih moduli toksin-antitoksin. Raziskovalci s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Ljubljani (San Hadži, Igor Drobnak, Andrej Mernik, Črtomir Podlipnik, Jurij Lah) so v sodelovanju z belgijskimi raziskovalci (laboratorij Remy Lorisa) prvi pojasnili molekularni mehanizem delovanja modulov toksin-antitoksin, ki razloži, kako in zakaj lahko bakterijske celice zaustavijo svojo rast in razvoj.

več

6. Heksagonalni kvazikristal na osnovi bronastega števila

Primož Ziherl s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani ter Tomonari Dotera in Shinichi Bekku z Univerze Kindai iz Osake so v prestižni reviji Nature Materials objavili članek, v katerem predlagajo dvorazsežni kvazikristal, ki izhaja iz števila bronastega reza in ima šestštevno simetrijo.


Avtorji:
Primož Ziherl, Tomonari Dotera, Shinichi Bekku 


Ta vrsta kvazikristalne ureditve je zanimiva zato, ker dopolnjuje Penrosovo in Ammann-Beenkerjevo tlakovanje, ki slonita na zlatem oziroma srebrnem številu, in ker opozarja, da kvazikristalni red nima nujno prepovedane simetrije. V tem smislu je delo znaten teoretični korak naprej na področju kvazikristalov, ki je obenem pomemben po eksperimentalni plati.

več

7. Nova metodologija za vrednotenje kratkoročnih vizualnih sledilnikov

Raziskovalci s Fakultete za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani so izdelali rigorozno metodologijo za analizo sledilnikov ter metodologijo za sistematično določitev testne zbirke podatkov z veliko opisno močjo, za razširjanje vpliva predlaganih metodologij pa ustanovili pobudo VOT Challenge, ki je doživela izjemno podporo v skupnosti.


Avtorji:
Matej Kristan, Aleš Leonardis, Luka Čehovin Zajc


Vizualno sledenje objektov je izjemno prodorno področje s širokim spektrom aplikacij, ki segajo od videonadzornih sistemov do avtonomnih robotov. Zgolj na najpomembnejših konferencah računalniškega vida se letno objavi na desetine novih pristopov, pomanjkanje standardizirane metodologije za analizo sledilnikov pa ovira jasen pregled nad razvojem področja.

več

8. Učinkovita dezinfekcija vode s pomočjo hidrodinamske kavitacije

Raziskovalci s Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani in Nacionalnega inštituta za biologijo so prvi na svetu pokazali na možnost inaktivacije virusov s pomočjo hidrodinamske kavitacije – hitrega uparjanja in rekondenzacije vode kot posledice nenadne lokalne spremembe tlaka.

Avtorji: Janez Kosel, Ion Gutierrez-Aguirre, Tanja Dreo, Nejc Rački, Maja Ravnikar, Matevž Dular


Cilj čiščenja voda je zmanjšanje patogenih mikroorganizmov do mere, ko ti niso več škodljivi za zdravje. Standardni postopki dezinfekcije vode so energetsko ali okoljsko neučinkoviti. Raziskovalci s Fakultete za strojništvo Univerze v Ljubljani (Janez Kosel, Matevž Dular) in Nacionalnega inštituta za biologijo (Ion Gutiérrez-Aguirre, Nejc Rački, Tanja Dreo, Maja Ravnikar) so pod vodstvom Matevža Dularja kot prvi na svetu pokazali na možnost inaktivacije virusov s pomočjo hidrodinamske kavitacije – hitrega uparjanja in rekondenzacije vode kot posledice nenadne lokalne spremembe tlaka.

več

9. Računski modeli presnove jeter: kako daleč od klinične uporabe?

Klinična uporaba presnovnih modelov je trenutno še omejena, navkljub dejstvu, da imajo le-ti veliko potencialno klinično vrednost, bodisi kot diagnostično sredstvo za prepoznavanje zdravil ali kot orodje za vodenje posamezniku prilagojenega zdravljenja.


Avtorji:
Tanja Cvitanović, Matthias C. Reichert, Miha Moškon, Miha Mraz, Frank Lammert, Damjana Rozman 


Računski modeli so postali nepogrešljivi pri pojasnjevanju delovanja kompleksnih sistemov, kot so človeško telo in njegovi organi. Tovrstne modele lahko uporabimo tudi pri razumevanju presnove, ki je ključnega pomena tako za učinkovito diagnozo in zdravljenje bolezni jeter kot tudi za razumevanje presnove zdravil. S pristopi sistemske biologije/medicine lahko tako predstavimo kompleksnost jetrnih odzivov in njihovih sistemskih posledic v drugih organih.

več

10. Možnost za diagnostiko in terapijo raka

Multifunkcionalne mezoporozne z gadolinijem obogatene mikrokroglice iz TiO2 je mogoče hkrati uporabiti za diagnostiko in terapijo raka.


Avtorji:
Roghayeh Imani, Ralf Dillert, Detlef W. Bahnemann, Meysam Pazoki, Tomaž Apih, Veno Kononenko, Neža Repar, Veronika Kralj-Iglič, Gerrit Boschloo, Damjana Drobne, Tomas Edvinsson, Aleš Iglič


Mikrokroglice iz TiO2, obogatene z gadolinijem, imajo kontrolirane multifunkcionalne lastnosti. Mezoporozne polprevodne TiO2 mikrokroglice so bile obogatene z gadolinijem, da bi bile uporabne pri slikanju z optičnimi metodami in z magnetno resonanco, zaradi učinkov spinske relaksacije in fotoluminiscence. Dodatna uporabnost izhaja iz nastajanja reaktivnih kisikovih spojin. Z gadolinijem obogatene mikrokroglice so se vgradile v celice MG-63 celične linije osteosarkoma, kar pomeni, da so biokompatibilne. Poglavitna prednost uporabe z gadolinijem dopiranih TiO2 mikrokroglic je možnost njihove hkratne uporabe za diagnostiko in terapijo raka. Namreč, dopirane TiO2 mikrokroglice lahko sočasno uporabimo tako za lociranje rakastih celic (tj. diagnostiko) kot tudi za njihovo uničenje (tj. terapijo), ki je posledica nastajanja reaktivnih kisikovih spojin ob osvetlitvi TiO2 mikrokroglic v rakastem tkivu z UV svetlobo. Pri tem je bistveno, da imajo rakave in normalne celice različno dinamiko sprejemanja TiO2 mikrokroglic. Rakave celice jih sprejemajo hitreje (več) kot zdrave celice, kar je potem za rakaste celice usodno po osvetlitvi z UV svetlobo.

več

Arhiv