TOP objave (september 2019)

Foto: Pratik Gupta via Unsplash.

V sodelovanju s Fakulteto za informacijske študije v Novem mestu objavljamo nov seznam vrhunskih dosežkov slovenskih znanstvenikov in znanstvenic ter njihovih objav v prestižnih mednarodnih publikacijah. Paket TOP objav je tokrat precej zajeten, sestavljajo pa ga:

  • KEMIJA: NOVI POROZNI MATERIALI
  • ZNANOST O MATERIALIH: NIKEL-TITAN PLETIVA V GASILSKIH OBLAČILIH
  • DOJENJE IN ZDRAVJE: VPLIV SPROSTITVENE TERAPIJE NA DOJEČE MATERE
  • OKOLJE: GRUPIRANJE UPORABNIKOV ELEKTRIČNE ENERGIJE
  • OKOLJE: MENJAVA KLASIČNIH ZA ELEKTRIČNA LETALA
  • HIDROLOGIJA: NAPOVEDOVANJE PLAZOV IN DROBIRSKIH TOKOV
  • PODJETNIŠTVO: BITI ALI NE BITI PODJETNIK OZ. KAKO ŠTUDENTI ZAZNAVAJO OVIRE ZA PODJETNIŠTVO
  • FORENZIKA: SPEKTROSKOPIJA IN LOČEVANJE MED ČLOVEŠKIMI KOSTNIMI OSTANKI IZ SODOBNIH IN ZGODOVINSKIH TER ARHEOLOŠKIH OBDOBIJ

KEMIJA: NOVI POROZNI MATERIALI

Družina kovinsko-organskih poroznih materialov je ena najbolj zanimivih družin materialov, saj vključuje že več kot 50.000 primerkov. S primerno izbiro kovinskih centrov in organskih molekul, ki te centre povezujejo med sabo, lahko skoraj poljubno vplivamo na velikost por v materialih in na njihove fizikalno-kemijske lastnosti. Zato so ti materiali izredno zanimivi za uporabo na področjih ločevanja in shranjevanja plinov, shranjevanja energije, senzorike, v opto-elektroniki, katalizi itd.

Žal pa se vedno, ko se bližamo uporabi, začnejo pojavljati problemi z oblikovanjem materialov. Kovinsko-organski porozni materiali so praviloma praški in kot taki niso ravno primerni za uporabo v napravah. Zato poskušamo te materiale vgraditi v nosilce in nato dobljene kompozite oblikovati kot makroskopske ploščice.

Raziskovalci s Kemijskega Inštituta v Ljubljani (Andraž Krajnc in Gregor Mali) so predstavili prvi primer materiala, v katerem je bil kristalni kovinsko-organski aluminijev tereftalat vgrajen v cink-imidazolatni steklen nosilec. Prednost tega novega kompozita je v tem, da je zaradi podobne kemijske narave nosilca in vgrajenega poroznega materiala stik med obema komponentama zelo tesen, kar odpira nove možnosti praktične uporabe.

Raziskava je objavljena v prestižni reviji Nature Communications.

SLIKA: Ilustracija priprave novega poroznega materiala.

ZNANOST O MATERIALIH: NIKEL-TITAN PLETIVA V GASILSKIH OBLAČILIH

Zračna reža med sloji gasilskega oblačila močno vpliva na termo izolacijsko vlogo oblačila, zato so se Alenka Šalej Lah, Tatjana Rijavec, Goran Kugler in Peter Fajfar (Naravoslovnotehniška fakulteta Univerze v Ljubljani) odločili za izdelavo pametnega tekstilnega sistema, ki se glede na spremembo zunanje temperature spremeni iz ploščate oblike v obliko poloble, s katero poveča zračno režo med plastmi tekstilij in s tem toplotno izolativnost tekstilnega sistema. To je bilo doseženo z izdelavo različnih pletiv narejenih iz nikelj-titan (NiTi) niti, ki imajo lastnost preoblikovanja z dvosmernim spominom v obliko poloble.

Da je bil dosežen dvosmerni spomin oblike, je bilo opravljenih 15 ciklov treniranja v posebej izdelanem modulu, nato pa je bil oblikovni spomin pletiv preizkušen v ogreti komori pri 100 °C. Za izdelavo pametnega tekstilnega sistema, je bilo NiTi pletivo vstavljeno v žep, narejen iz tekstilije, ki se uporablja za izdelavo zaščitnih oblačil. Ko se je sistem izpostavili temperaturi 75 °C in več, je pletivo spremenilo svojo obliko iz ploščate dvodimenzionalne oblike v tridimenzionalno obliko poloble in tako uspešno povečalo zračno režo v žepu. Pokazali so, da bi takšen pametni tekstilni sistem lahko uporabili v gasilskih zaščitnih oblačilih za lokalno izboljšanje toplotne izolacije in zaščito človeške kože pred pregrevanjem ali opeklinami.

Članek je bil objavljen v mednarodni znanstveni reviji Smart Materials and Structures.

SLIKA: Ilustracija nikelj-titan niti.

DOJENJE IN ZDRAVJE: VPLIV SPROSTITVENE TERAPIJE NA DOJEČE MATERE

Biološka signalizacija in komunikacija med materami in dojenčki med dojenjem oblikujeta dojenčkovo vedenje in hranjenje. Ta signalizacija je zapletena in malo raziskana, čeprav izjemno pomembna.

Raziskovalki z Univerze na Primorskem Fakultete za vede o zdravju, Ana Petelin in Zala Jenko Pražnikar, sta v sodelovanju s kolegi iz Britanije in Malezije naredili študijo fizioloških in psiholoških vidikov omenjene signalizacije ob sprostitveni terapiji in brez nje. To je podalo nove rezultate o vplivu sprostitvene terapije na signalizacijo med doječimi materami in njihovimi dojenčki.

Ugotovljeno je, da imajo matere s sprostitveno terapijo nižjo stopnjo stresa kot matere, ki te terapije niso imele, ter nižje koncentracije kortizola v mleku po dveh tednih intervencije. Dojenčki te skupine mater so dlje časa spali, v večji količini zaužili materino mleko in posledično bolj pridobivali na telesni masi. Študija je tako pokazala na učinkovitost preproste sprostitvene terapije za izboljšanje odnosa matere in dojenčka.

Rezultati so objavljeni v mednarodni reviji The American Journal of Clinical Nutrition.

SLIKA: Ilustracija dojenja. Foto: seeseehundhund via Pixabay.

OKOLJE: GRUPIRANJE UPORABNIKOV ELEKTRIČNE ENERGIJE

Razumevanje vzorcev porabe energije v stanovanjskem sektorju ima velik pomen za oblikovanje novih strategij upravljanja z energijo, ki temeljijo na inovativnih informacijskih in komunikacijskih tehnologijah. V prispevku so avtorji predstavili nov metodološki koncept, s katerim se lahko uporabnike električne energije objektivno in učinkovito grupira v podskupine, kar igra ključno vlogo pri izgradnji napovednih modelov porabe energije.

Predlagan pristop je kombinacija metod razvitih na področju podatkovnega rudarjenja in mrežnih znanosti ter deluje popolnoma avtonomno: avtomatizirano zaznavanje artefaktov, procesiranje podatkov, izgradnja mreže in grupiranje. Delovanje nove metode so avtorji demonstrirali na podatkih letne porabe energije iz t.i. pametnih merilnikov energije, zbranih iz več kot 2000 gospodinjstev.

Model so razvili Rene Markovič, Marko Gosak, Vladimir Grubelnik, Marko Marhl in Peter Virtič z Univerze v Mariboru s Fakultete za naravoslovje in matematiko, Pedagoške fakultete, Fakultete za energetiko, Fakultete za računalništvo in informatiko ter Medicinske fakultete.

Raziskovalci so svoje rezultate objavili v reviji Applied Energy.

SLIKA: Prikaz mreže 2201 uporabnika, ki so na podlagi optimizacijskega algoritma razvrščeni v podskupine (barve). Na desni so prikazani trije tipični tedenski profili porabe električne energije iz različnih podskupin uporabnikov.

OKOLJE: MENJAVA KLASIČNIH ZA ELEKTRIČNA LETALA

Promet konstantno narašča in predstavlja vse večjo obremenitev za okolje. V cestnem prometu so se v električnih vozilih že začele uveljavljati baterije kot alternativni vir pogona. Podoben trend je mogoče zaznati v letalski industriji, kjer pa je zaradi teže baterij smiselna uporaba pri ultralahkih letalih, ne pa tudi večjih potniških letalih.

Znanstveniki s Fakultete za gradbeništvo, prometno inženirstvo in arhitekturo na Univerzi v Mariboru (Maršenka Marksel, Anita Prapotnik Brdnk, Rok Kamnik in Stanislav Božičnik) v sodelovanju z slovenskim podjetjem Pipistrel Vertical Solutions d.o.o. in drugimi evropskimi partnerji preiskujejo alternativne vire pogona, primerne za letalski potniški promet. Ugotovili so, da bi letala v kategoriji do osem potnikov pri klasičnih letalskih povezavah lahko zamenjali za električna letala, za letala z večjim številom potnikov pa predlagajo hibridno rešitev (električni vzlet in pristanek) oz. letala na vodikov pogon.

Članek je objavljen v mednarodni reviji MDPI Energies.

SLIKA: Logo evropskega projekta MAHEPA, v okviru katerega je narejena raziskava.

HIDROLOGIJA: NAPOVEDOVANJE PLAZOV IN DROBIRSKIH TOKOV

Različne vrste plazov in drobirski tokovi, ki so največkrat posledica ekstremnih padavinskih dogodkov, lahko ogrozijo človeška življenja in povzročijo veliko gmotno škodo. Sistemi zgodnjega opozarjanja so zaradi tega izredno uporabno orodje, ki omogoča opozarjanje ljudi, ki živijo na ogroženih območjih. Takšni sistemi pogosto vključujejo empirične mejne vrednosti (krivulje), ki v odvisnosti od lastnosti padavinskega dogodka (intenziteta in trajanje) določajo, ali bi do prej omenjenih pojavov lahko prišlo. Slabost teh krivulj je, da ne upoštevajo dejanskih hidroloških procesov, kot so prestrezanje padavin, infiltracija, površinski odtok.

Zaradi tega so Nejc Bezak, Mateja Jemec Auflič in Matjaž Mikoš s Fakultete za gradbeništvo in geodezijo ter Geološkega zavoda Slovenije za napovedovanje teh dogodkov predlagali metodo, ki vključuje tudi upoštevanje bistvenih hidroloških procesov. Razvita metodologija je v primerjavi s prej omenjenimi krivuljami izkazala boljšo učinkovitost napovedovanja teh dogodkov na izbranem poskusnem primeru.

Raziskava je objavljena v mednarodni reviji Landslides.

SLIKA: Prikaz obravnavanega območja Selške Sore z lokacijami plazov, ki so bili vključeni v raziskavo.

PODJETNIŠTVO: BITI ALI NE BITI PODJETNIK OZ. KAKO ŠTUDENTI ZAZNAVAJO OVIRE ZA PODJETNIŠTVO

V zadnjih letih pridobiva podjetništvo vse večjo vlogo tudi v izobraževanju. Šole, ki ponujajo programe in tečaje podjetništva, se širijo po vsem svetu. Odnos družbe do podjetništva je pozitiven, saj podjetništvo kot vir inovacij omogoča potrošnikom večjo možnost izbire in prispeva k višji gospodarski rasti ter rasti novih delovnih mest.

Kako torej mlade spodbuditi, da bodo podjetništvo videli kot karierno alternativo po končanem študiju? Če želimo odgovoriti na to vprašanje, moramo najprej identificirati ovire, ki mlade odvračajo od samostojne podjetniške poti.

Jana Hojnik, Doris Gomezelj Omerzel in Tina Bratkovič Kregar iz Fakultete za management Univerze na Primorskem so izvedle raziskavo na vzorcu 193 študentov, s katero so želele ugotoviti, kako študenti dojemajo ovire za podjetništvo. S pomočjo klastrske analize so študente razvrstile v štiri skupine (grozde) glede na njihovo zaznavanje ovir: Iskalci užitka, Nepodjetniki, Delni podjetniki in Potencialni podjetniki, pri čemer zadnja skupina kaže največji potencial za podjetniško pot, zato zahteva največ pozornosti. Na podlagi ugotovitev raziskave lahko mladim ustrezno svetujemo in jim pomagamo razviti ustrezne kompetence, ki so potrebne za začetek samostojne podjetniške poti.

Rezultati raziskave so objavljeni v mednarodni znanstveni reviji International Journal of Innovation and Learning.

SLIKA: Prikaz štirih skupin študentov glede na zaznavanje ovir za podjetništvo (Opomba: Grozd 1 = Iskalci užitka; Grozd 2 = Nepodjetniki; Grozd 3 = Potencialni podjetniki; Grozd 4 = Delni podjetniki; Ovire 1 = Viri , Ovire 2 = Osebna pričakovanja, strahovi, Ovire 3 = Ekonomsko in politično okolje, Ovire 4 = Podjetniški življenjski slog, Ovire 5 = Socialno okolje).

FORENZIKA: SPEKTROSKOPIJA IN LOČEVANJE MED ČLOVEŠKIMI KOSTNIMI OSTANKI IZ SODOBNIH IN ZGODOVINSKIH TER ARHEOLOŠKIH OBDOBIJ

Ob odkritju človeških kostnih posmrtnih ostankov ni vedno povsem evidentno, iz katerega obdobja izvirajo. Gre torej za arheološke najdbe, morda žrtve vojnega ali povojnega nasilja ali pa preminule v sodobnosti, t.i. forenzične primere. Če ob kostnih ostankih ni drugih materialnih dokazov, ki bi dopuščali sklepanje na starost, so za pravilno umestitev in s tem povezano nadaljnje ravnanje s posmrtnimi ostanki potrebne dodatne, pogosto časovno in finančno zahtevne analize.

V raziskavi, v kateri so z Univerze v Ljubljani sodelovali Tamara Leskovar in Matija Črešnar (Oddelek za arheologijo Filozofske fakultete), Irena Zupanič Pajnič (Inštitut za sodno medicino Medicinske fakultete) ter Ivan Jerman s Kemijskega Inštituta v Ljubljani, je preverjena možnost, da bi za razločevanje starosti kostnih ostankov uporabljali časovno mnogo manj potratno in cenovno ugodnejšo metodo, tj. Fourierovo transformacijsko Infrardečo (FTIR) spektroskopijo.

Vzorci kosti, vključeni v študijo, izhajajo iz arheoloških najdišč, iz povojnih množičnih grobišč in iz forenzičnih kontekstov. Namreč, FTIR spektroskopija z uporabo posebnega nastavka za oslabljeni popolni odboj (ATR) omogoča hitro analizo vzorca, s katero pridobimo informacije o fizično-kemičnih lastnostih materialov na molekularni ravni. V primeru kosti to pomeni, da spoznamo njeno sestavo oz. vsebnost anorganskih (mineralnih) in organskih (predvsem kolagena) snovi. Analizirano je 133 vzorcev, pridobljenih iz različnih delov skeleta (lobanja, zobje, stegnenica, dlani, stopala) in časovnih obdobij. Rezultati so pokazali, da je v spektrih shranjenih dovolj podatkov o sestavi kosti, torej o stanju minerala in kolagena, za razločevanje med posmrtnimi ostanki iz sodobnosti, tistimi, katerih starost je približno 75 let, in arheološkimi najdbami, katerih starost presega 100 let. Metoda tako lahko služi za razločitev med človeškimi kostnimi ostanki iz sodobnih in zgodovinskih ter arheoloških kontekstov.

Raziskava objavljena v mednarodni reviji International Journal of Legal Medicine.

SLIKA: Ilustracija arheoloških analiz kostnih ostankov. (vir fotografije)

 

Rubriko TOP objave pripravlja in ureja dr. Zoran Levnajić s Fakultete za informacijske študije v Novem mestu.

Enkrat mesečno skuša širši javnosti približati vrhunske dosežke slovenskih raziskovalcev in raziskovalk, ki so po njegovem mnenju pogosto spregledani. #TOPobjave