Podobe znanja

Slovenija je eno od območij, ki ima ta vir na razpolago tudi v obliki termalne vode, ki jo sicer že dolgo uporabljamo v zdraviliškem turizmu. Kakšne pa so potencialne druge možnosti uporabe geotermalne energije in kaj največ obeta? O tem se bomo v Podobah znanja pogovarjali s hidrogeologinjo, doc. dr. Nino Rman z Geološkega zavoda Slovenije.

Foto: Nina Rman (Klara Jurečič)

Problem s prepoznavanjem lahko imajo tudi biometrični sistemi, ki se danes uporabljajo že marsikje, recimo za avtomatizirano prehajanje meje. Možnosti za zlorabe, manipulacije in poneverbe so visoke, občutek nezaupanja in negotovosti pa vse bolj vseprisoten. Kje se v tem trenutku pravzaprav nahajamo in kakšne so aktualne strategije za naslavljanje določenih neželenih stranskih posledic vedno zmogljivejših modelov umetne inteligence? O vsem tem smo v Podobah znanja govorili s prof. dr. Petrom Peerom, predstojnikom Laboratorija za računalniški vid na Fakulteti za računalništvo in informatiko Univerze v Ljubljani.

Na teh območjih so se v tla naložile škodljive težke kovine, kot so svinec, kadmij in cink, ki se v okolju ne razgradijo in so, če jih zaužijemo, nevarna našemu zdravju. Takšna zemlja ni primerna za vrtnarjenje, ne za kmetovanje, ne za igro v peskovnikih. Kako se težkih kovin znebimo? Eden izmed načinov je, da zemljo kar operemo. Seveda pa to ni tako preprosto, kot se sliši. Gre namreč za skrbno načrtovan kemijski postopek čiščenja tal.
Tokratni gost Podob znanja je prof. dr. Domen Leštan z Biotehniške fakultete, ki je v več slovenskih in tujih mestih s tehniko pranja tal, teh očistil težkih kovin.

Foto: Domen Leštan (Klara Jurečič)

Pa vendar je težko doseči, da materiali prevajajo elektriko in hkrati prepuščajo svetlobo. Te omejitve je možno preseči s snovanjem novih materialov. Eden izmed načinov, kako na Institutu Jožef Stefan ustvarjajo materiale z novimi in drugačnimi lastnostmi, je tehnika plastenja. Ta pride prav tudi, ko želimo izdelati senzorje za zaznavanje nepravilnosti v koži ter senzorje, s katerimi je možno hitro in zanesljivo zaznati škodljive snovi v okolju, recimo insekticide.
Kaj vse zajema razvoj takšnih materialov in katere nove lastnosti imajo tako imenovane debeloplastne in tankoplastne strukture, so zgolj nekatera od vprašanj, na katera nam je odgovore pomagala iskati tokratna gostja, prof. dr. Danjela Kuščer Hrovatin z Odseka za elektronsko keramiko Instituta Jožef Stefan.

Foto: Danjela Kuščer Hrovatin (Klara Jurečič)

Pravijo, da je preteklost tuja dežela, v kateri ljudje mislijo in ravnajo drugače od nas. Zato si, globlje ko gremo v zgodovino, težje predstavljamo, kako je tam oziroma takrat pravzaprav potekalo življenje.

Vzemimo, na primer, čas, ko so našim krajem vladali rimski cesarji, obdobje nekako od sredine prvega do sredine petega stoletja torej. Ko arheologi odkopljejo kako razbito oljenko, počeno amforo ali ostanke hipokavsta, si najbrž še lahko zamislimo, kako so si Rimljani razsvetljevali temne noči, kako so pili vino ali se ogrevali v dolgih zimskih mesecih, precej težje pa si tedanje življenje predstavljamo s panoramske, ptičje perspektive. Težko je namreč misliti, od česa so prebivalci največjih rimskih mest na naših tleh, torej Emone, Celeje in Petovione, živeli, kako so bila ta mesta povezana med seboj in kako so bila vpeta v politične in ekonomske strukture imperija, kako so živeli ljudje, ki pač niso prebivali v velikih mestih, kateri kulti in rituali so, ne nazadnje, osmišljevali njihova življenja.

Pa še lahko nadaljujemo … Je po tedanjih standardih Poetoviona veljala za bogato mesto? Koliko hrane, ki so jo potrebovali prebivalci Emone, so pridelali na poljih v bližini mesta? So bili Celejani po večini ljudje, ki so se v Savinjsko dolino preselili iz Italije, ali so bili v glavnem iz okolice in torej keltskega izvora?

Ob takih vprašanjih predstavna moč naše domišljije hitro klecne in tu slej ko prej potrebujemo pomoč strokovnjakov, poznavalk in poznavalcev rimske dobe na Slovenskem. Ena najboljših je zagotovo arheologinja, dolgoletna raziskovalka na Inštitutu za arheologijo ZRC SAZU, dr. Jana Horvat. Kot avtorica, soavtorica ali urednica se je podpisala pod več kot 10 monografij in celo kopico znanstvenih člankov o rimski dobi na Slovenskem, ki nam, vzeti skupaj, v živih barvah naslikajo podobo te, oddaljene preteklosti naših krajev. Nekaj fotografij, ki nam bodo to preteklost približali, smo v pogovoru z dr. Horvat posneli tudi v tokratnih Podobah znanja.

Foto: dr. Jana Horvat (Goran Dekleva)

In če je razgrajevanje celuloze za mikrobe vir hrane ter način preživetja, človek te njihove načine razgradnje posnema v tehnoloških procesih. Odpadni slama in žagovina na eni strani ter les, travna vlakna na drugi so namreč pomembne surovine za izdelavo papirja, oblačil, pa tudi biogoriva.Eden izmed načinov, kako bi lahko rastlinski material predelali ne s kemikalijami, temveč kar mikrobi samimi, so celulosomi - poseben preplet encimov in proteinov na površini teh enoceličnih organizmov. Na Biotehniški fakulteti tako iščejo okolju prijaznejše načine razgradnje celuloze, kar med drugim raziskuje tokratna gostja Podob znanja doc. dr. Maša Vodovnik z Oddelka za mikrobiologijo Biotehniške fakultete.

Foto: Maša Vodovnik (Klara Jurečič)

Danes razvoj kvantnih računalnikov, kvantnih simulatorjev in cele palete kvantnih senzorjev poteka izredno hitro. Nenavadne značilnosti snovi na najmanjšem, kvantnem nivoju je zdaj že mogoče s pridom uporabiti za izdelavo povsem konkretnih naprav in aplikacij, ki so kos nalogam, katerim običajne elektronske naprave niso.
A te nove zmogljivosti temeljijo na prav specifičnih značilnostih kvantnih materialov. Kajti kvantne pojave je za praktično uporabo treba nekako ujeti v konkretni snovi. No, in pri vrsti kvantnih materialov pot do zanimivih, običajno skritih lastnosti vodi skozi t. i. metastabilnost. Tako ni presenetljivo, da se z raziskavami metastabilnih stanj v kvantnih materialih danes ukvarja ogromno znanstvenikov po svetu, presenetljivo pa morda je, da številnim eksperimentalnim odkritjem na tem področju teorija še ne zmore ponuditi dovolj natančnega okvira, kje bi bilo takšna stanja najbolje iskati.
Te naloge se bo v okviru projekta Evropskega raziskovalnega sveta (t. i. Consolidator Grant) z naslovom Metastabilnost v kvantnih materialih in simulatorjih lotil doc. dr. Denis Golež z Instituta "Jožef Stefan" in Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Toda njegovi načrti segajo tudi v povsem praktične vode, kajti projekt odpira možnosti tudi za razvoj kvantnih stikal, odkritje novega stanja snovi in nov način za shranjevanje kvantnih informacij.

A danes znanstveniki ne raziskujejo več le proteinov, ki jih je ustvarila narava, temveč vse pogosteje tudi takšne, ki jih načrtujejo povsem na novo. Med njimi je tudi dr. Ajasja Ljubetič s Kemijskega inštituta v Ljubljani, ki raziskuje umetne proteinske strukture in razvija prve popolnoma načrtovane proteinske motorje, nekakšne nanorobotke, zgrajene iz proteinov. Decembra je za svoje delo prejel prestižna sredstva Evropskega raziskovalnega sveta za utrditev raziskovalne poti, ki mu bodo v naslednjih letih omogočila, da to drzno idejo razvije še korak dlje. Kako sploh načrtujejo proteine, zakaj so proteinski motorji tako velik izziv in kam vse lahko to področje vodi v prihodnosti, je pojasnil v tokratnih Podobah znanja.

Ajasja Ljubetič je kot strokovni sodelavec pripomogel tudi k nastanku serije o proteinih v okviru poljudnoznanstvene oddaje Frekvenca X na Valu 202. Vabljeni k poslušanju oddaj, v katere je vključen tudi intervju z Nobelovcem Davidom Bakerjem.

Prvi del: https://val202.rtvslo.si/podkast/frekvenca-x/31057643/174912338

Drugi del: https://val202.rtvslo.si/podkast/frekvenca-x/31057643/174914397

Tretji del: https://podcasti.si/frekvenca-x/ep/proteini-gradniki-zivljenja-33-pred-nami-je-izjemno-obdobje-raziskovanja-ved-o-zivljenju/

Foto: Kemijski inštitut

Novost pristopa je seveda uporaba 3D tiskanja neposredno v celice. 3D tiskanje je v zadnjih letih povsem revolucionirano proizvodnjo in odprlo nove možnosti, kaj in kako lahko nekaj izdelamo, pa naj gre za tako različne izdelke, kot so rakete ali pa, denimo, medicinski vsadki. A očitno tudi je postopek mogoč tudi znotraj nečesa tako majhnega in zapletenega, kot je celica, so zdaj dokazali v Laboratoriju za biofotoniko, mehko fotoniko in kvantno optiko, ki ga vodi dr. Matjaž Humar.
Na kakšen način ta raziskava, ki je bila objavljena v reviji Advanced Materials, premika meje možnega na stičišču biologije, fizike in inženirstva, kot so zapisali v sporočilu za javnost, in kaj vse se z njo odpira, bomo v tokratnih Podobah znanja preverili v pogovoru s prvo avtorico članka, dr. Marušo Mur.