Nature Communications objavio je istraživanje znanstvenika IRB-a

Opisani rezultati pružaju osnovni uvid u interakciju reda i nereda te bi u budućnosti svoju primjenu mogli naći u razvoju novih materijala i otkrivanju jedinstvenih svojstava složenih staničnih tkiva.
2.7.2019.

Podjela prostora u ćelije optimalnih geometrijskih svojstva u fokusu je istraživanja znanstvenika diljem svijeta. Znanstvenici Instituta Ruđer Bošković (IRB) u suradnji s međunarodnim timom otkrili su da optimizacija svojstva centralnosti strukture u amorfnim (nekristalnim) sustavima, rezultira univerzalnom, ali i dalje amorfnom strukturom s iznenađujućim redom na velikim skalama, poznatim kao hiperuniformnost. Rezultate istraživanja objavio je prestižni znanstveni časopis Nature Communications.

Jakov Lovrić i prof. dr. sc. Ana Sunčana Smith

Prof. dr. sc. Ana Sunčana Smith i Jakov Lovrić

Ovaj rad je posebno značajan i zato što predstavlja uspješan niz rezultata istraživanja u sklopu milijun i pol eura vrijednog projekta Europskog istraživačkog vijeća (ERC) koji je dodijeljen dr. sc. Ani Sunčani Smith 2013. godine. Riječ je o projektu MEMBRANESACT "Biological Membranes in Action: A Unified Approach to Complexation, Scaffolding and Active Transport" čiji je cilj istražiti organizaciju i funkcije membrana živih stanica.

U novom interdisciplinarnom radu znanstvenici su kombinirali razne metode računarstva, geometrije i statističke fizike. Uz Jakova Lovrića i prof. dr. sc. Anu-Sunčanu Smith, odgovorne autore iz Grupe za računalne bioznanosti IRB-a, u istraživanju su sudjelovali i kolege iz Njemačke (Friedrich Alexander Sveučilišta Erlangen – Nürnberg i Karlsruhe Institute of Tehnology), SAD-a (Princeton), te Australije (Murdoch Sveučilište i Sveučilište Zapadne Australje u Perthu, te Austalsko Nacionalno Sveučilište u Camberi).

U potrazi za redom među neuređenim strukturama

Istraživanja teselacija trodimenzionalnog prostora, odnosno dijeljenja prostora geometrijskim oblicima bez preklapanja i praznina, bilo da je riječ o potrazi za optimalnim mikrostrukturama nalik pjeni ili metodama za slaganje objekata, u fokusu su znanstvenika diljem svijeta i to još od vremena Keplera, koji se pitao kako najbolje posložiti topovske kugle da zauzimaju najmanje prostora.

Međunarodni tim znanstvenika u ovom istraživanju bavio se posebnim problemom prostorne kvantizacije, odnosno pitanjem kako popuniti prostor objektima tako da su njihovi centri masa što bliže. ''Pojednostavljeno rečeno, naš cilj je bio podijeliti prostor u ćelije počevši od različitih konfiguracija točaka u prostoru i nekim postupkom te ćelije učiniti što okruglijima. Postupak kojim smo to radili se zove Lloydov algoritam.''– objašnjava Jakov Lovrić, prvi autor na radu i doktorand prof. dr. sc. Ane-Sunčane Smith, jedne od voditeljice predmetnog istraživanja.

''Optimizirali smo strukture s različitim vrstama nereda i otkrili da se sve Lloydovim alogritmom pretvaraju u statistički istu strukturu koja je rješenje problema kvantizacuje." – navodi Lovrić i nastavlja. "Uz to, pronašli smo da postupna optimizacija brzo prigušuje fluktuacije gustoće i dovodi do hiperuniformnosti, čime se unosi skriveni red u sustav koji je i dalje amorfan, dakle naoko neuredan.''

''Zbog fundamentalnosti ovog pronalaska i činjenice da se Lloydov algoritam uvelike koristi u razvoju umjetne inteligencije, rudarenju podataka i kod grafičkih efekata, objavljeni znanstveni rad značajan je, kako u znanstvenim područjima od matematike, biofizike, statističke fizike, tako i u razvoju suvremene tehnologije, posebice u razvoju novih materijala.'' - zaključuje Lovrić.

Vrijedno je napomenuti da se ova istraživanja na Institutu Ruđer Bošković uspješno nastavljaju uz pomoć dodiplomskih studenata fizike Sveučilišta u Zagrebu, Karla Delića i Luke Cavaliere Lokasa koji su za svoj rad na postojanosti univerzalne hiperuniformne strukture nedavno osvojili Rektorovu nagradu.

Ova stranica koristi kolačiće

neki od tih kolačića nužni su za ispravno funkcioniranje stranice, dok se drugi koriste za praćenje korištenja stranice radi poboljšanja korisničkog iskustva.

Za više informacija pogledajte naše uvjete korištenja.

  • Kolačići koji su nužni za ispravno funkcioniranje stranice. Moguće ih je onemogućiti u postavkama preglednika.