Embedded Files
Microflows in magnetic soft matter/Mikroplūsmas magnētiskā mīkstā vidē
General information/Vispārīga informācija
Project title/Projekta nosaukums: Microflows in magnetic soft matter/Mikroplūsmas magnētiskā mīkstā vidē
Project number/Projekta līguma numurs: 1.1.1.2/VIAA/1/16/197
Project partners/Projekta sadarbības partneri:
1) University Pierre and Marie Curie Paris 6 (since 01.2018 - Sorbonne University), PHENIX lab, Prof. R.Perzynski, Paris, France/ Pjēra un Marijas Kirī Parīzes 6. Universitāte (no 01.2018 - Sorbonas Universitāte), PHENIX laboratorija, Profesore R.Perzynski, Parīze, Francija
2) Max Plank Institute of Colloids and Interfaces, Molecular Biomimetics and Magnetism Biomineralization group, Dr. D.Faivre, Potsdam, Germany/Maksa Planka Koloīdu un Virsmu Institūts, Molekulārās Biomimētikas un Magnētisma Biomineralizācijas grupa, Dr. D.Faivre, Potsdama, Vācija (due to moving of Dr. D.Faivre, the partner has changed to Biosciences and Biotechnologies Institute of Aix-Marseille, Molecular and Environmental Microbiology laboratory (MEM), CEA Cadarache, France/ Biozinātņu un Biotehnoloģiju Instiūts Ēksā-Marseļā, Molekulārās un Vides Mikrobioloģijas laboratorijā (MEM), CEA Kadaraša, Francija)
Project duration/Projekta īstenošanas termiņš: 2017.11.01-2020.10.31
Project funding/Projekta kopējais finansējums:
133 806,00 EUR, all for UL, of which/viss LU, no tā:
ERDF funding/ERAF finansējums: 113 735,10 EUR
State budget funding/Valsts budžeta finansējums: 13 380,60 EUR
UL funding/LU finansējums: 6 690,30 EUR
Project goal/Projekta mērķis: explain microflow physical mechanisms by developing experimental flow measuring methods and improving competence and scientific capacity of postdoc/ skaidrot mikroplūsmu fizikālos mehānismus, attīstot eksperimentālas plūsmu pētīšanas metodes, kā arī pēcdoktoranta kompetences un zinātnisko kapacitāti
Project results/Projekta rezultāti:
Project structure/Projekta struktūra:
Progress reports (in Latvian)/Progresa ziņojumi:
XII ceturksnis (01.08.2020.-31.10.2020)
Lai veicinātu pozīcijas ilgtspēju, arī šajā ceturksnī sagatavots projekta pieteikums - Latvijas Zinātnes padomes individuālo Fundamentālo un lietišķo pētījumu projektu konkursam. Tāpat popularizēju savu pētniecības tēmu sižetā Latvijas Televīzjias 1. kanāla raidījumā Rīta panorāma [PopSci8].
Kopā ar vadītajiem doktorantiem turpināts darbs pie rezultātiem un to analīzes publikācijām par mikrokonvekciju un feromagnētiska filamenta radītajiem plūsmu laukiem. Arī turpināts darbs pie mobilitātē [Mob3] iegūto datu apstrādes, gatavojot publikāciju par magnētisku baktēriju kolektīvu kustību. Izgūti mērījumu rezultāti par kustības atkarību no lauka virziena [MeasRes]. Šīs publikācijas atrodas noslēguma fāzē un tiks pabeigtas tuvāko pāris mēnešu laikā. Izstrāde ar sadarbības partneriem ieilgusi apgrūtinātās komunikācijas COVID19 izplatības laikā dēļ.
Augusta pēdējās divās nedēļās tiešsaistē piedalījos līderības kursos, ko vadīja hfp-consulting speciālisti LU SAM 8.2.2. projekta ietvaros. Izmantojot tiešsaistē notiekošo konferenču priekšrocības, klausītāja statusā sekoju zinātnieku ziņojumiem konferencēs Physics of Living Matter 15 un Motile Active Matter.
XI ceturksnis (01.05.2020.-31.07.2020)
Šajā ceturksnī turpināts darbs pie projektu pieteikumu sagatavošanas, lai veicinātu pozīcijas ilgtspēju. Franču kolēģa Dr. D.Faivre vadībā pabeigts un iesniegts pieteikums H2020 programmas FET-Open projektu konkursā. Ar franču kolēģiem no PHENIX laboratorijas un Latvijas kolēģiem no LU CFI sagatavots un iesniegts pirms-pieteikums M-era.net 2020. gada projekta konkursā.
Kopā ar vadītajiem doktorantiem strādāts pie rezultātiem un to analīzes publikācijām par mikrokonvekciju un feromagnētiska filamenta radītajiem plūsmu laukiem. Turpināts darbs pie mobilitātē [Mob3] iegūto datu apstrādes, gatavojot publikāciju par magnētisku baktēriju kolektīvu kustību.
Diemžēl 13th European Fluid Mechanics Conference tiek pārcelta par gadu, tāpēc sagatavotās tēzes nav pieņemtas. Lai daļu iegūto rezultātu mēģinātu vēl projekta laikā izplatīt, atrasta iespēja kopā ar dāņu kolēģi Dr. G.Ergin sagatavot tēzes µTAS2020 konferencei, kas plānota internetā, par mikrokonvekcijas PIV mērījumos novēroto virpuļu dinamiku. Diemžēl, tēzes netika apstiprinātas, acīmredzot, uzskatot kā neatbilstošas konferences lietišķajai ievirzei.
X ceturksnis (01.02.2020.-31.04.2020)
Ceturkšņa sākumā sagatavoju tēzes un uzstājos ar referātu LU konferencē par divu fāžu PIV lietojumu mikrokonvekcijas izpētē [LocConf6]. Par mikrokonvekcijas tematiku sadarbībā ar Prof. M.S. Krakov no Baltkrievijas Nacionālās tehniskās universitātes sagatavots un maija sākumā iesniegts projekta pieteikums Latvijas-Baltkrievijas sadarbības projektu konkursā. Piedalījos IZM veidotajā 2020. gada kalendārā #ZinātneLatvijai, stāstot un rādot par projekta pētniecību [PopSci7].
Kopā ar vadīto doktorantu pabeigts gatavot publikāciju par feromagnētiska filamenta trīsdimensionālu kustību rotējošā laukā [Pub5], kas iesniegta, īsā laikā recenzēta, pilnveidota un publicēta pirmās kvartiles žurnālā Soft Matter.
Sadarnībā ar franču kolēģi Dr.D. Faivre par magnētisku baktēriju kolektīvu kustību sagatavotas tēzes konferencei 13th European Fluid Mechanics Conference, kuras šobrīd tiek izvērtētas. Turpināts darbs pie mobilitātē [Mob3] iegūto datu apstrādes.
IX ceturksnis (01.11.2019.-31.01.2020)
Novembrī pabeigta mobilitāte pie Dr. Damien Faivre [Mob3]. Iegūts ļoti liels daudzums eksperimentālu datu par magnetotaktisko baktēriju kustību dažādās magnētiskā lauka konfigurācijās, kas nepieciešami gan kopīgai publikācijai, gan turpmāku pētījumu soļu veikšanai. Saņemta recenzija publikācijai [Pub4] un strādāts pie tās labojumiem un atbildes recenzentiem. Nedaudz vēlāk visas publikācijas arī publicētas [Pub2, Pub3, Pub4].
Šajā laikā kopā ar vadītajiem doktorantiem turpināts darbs pie magnētisku filamentu kustības pētījumiem rotējošā laukā, gatavojot rakstu, kurā apkopoti eksperimentālie novērojumi un skaitliskie rezultāti, kā arī turpinot darbu pie raksta par magnētiskās mikrokonvekciju uzvedību vertikālā gravitācijas laukā.
Janvārī īstenota īsa mobilitāte [Mob4] pie kolēģiem BIAM institūtā, vienojoties par kopīga H2020 projekta pieteikuma sagatavošanu. Janvāra beigās devos īsā vizītē uz Vitoriju Spānijā [Mob5], kur biju klausītājs Mikrofluidikas simpozijam un dalībnieks H2020 MaMi projekta vadības apspriedē, kas abi deva idejas mikrofluidikas tematikas pētījumiem mana projekta ietvaros.
Trajektorijas magnetotaktiskām baktērijām rotējošā laukā, no datiem, kas iegūti [Mob3] laikā
VIII ceturksnis (01.08.2019.-31.10.2019)
Augusta beigās un septembrī kopā ar vadīto doktorantu turpināts darbs pie magnētisku filamentu kustības pētījumiem rotējošā laukā, veltot lielāku uzmanību deformācijai trešajā dimensijā. Septembra pēdējā nedēļā uzņemti kolēģi no PHENIX laboratorijas vadītā Osmoze projekta ietvaros. Noturēts seminārs, kurā prezentēti rezultāti par hematīta kubu dimēriem un trimēriem [LocConf5].
Oktobrī saņemtas recenzijas divām iesniegtajām publikācijām [Pub2, Pub3]. Strādāts pie labojumiem un atbildēm recenzentiem. Oktobra beigās devos otrajā plānotajā mēnesi ilgajā mobilitātē pie Dr. Damien Faivre [Mob3]. Mobilitātes laikā veicu magnetotaktisku baktēriju kustības mērījumu magnētiskajā laukā, mēģinot novērot plūsmas ap tiem, kā arī strādājot pie kopīgas publikācijas un projektu idejām.
VII ceturksnis (01.05.2019.-31.07.2019)
Maijā izdevās atrisināt PIV iekārtas tehniskās problēmas. Veikti izveidotās mikrofluidikas sistēmas [Prot] testi un papildus mērījumi ar magnētisko mikrokonvekciju. Rezultāti papildināja materiālu, kas sadarbībā ar Dāņu kolēģi no Dantec Dynamics, tika apkopots un iesniegts ISPIV2019 konferences rakstu krājumam [ConfPub1]. Tāpat piedalījos Radio NABA raidījumā "Zinātnes vārdā" [PopSci5] un viesojos Rīgas 64. vidusskolā akcijas #AtpakaļUzSkolu ietvaros [PopSci6].
Jūnijā sagatavotas prezentācijas jūlijā gaidāmajām konferencēm ICMF2019 [Conf3] un ISPIV2019 [Conf4]. Asistēju kolēģiem un studentiem, kuri par kopīgo pētījumu rezultātiem gatavoja prezentācijas ICMF2019 konferencei [Conf5, Conf6, Conf7].
Jūlijā sekmīgi ar mutiskajiem referātiem piedalījos abās konferencēs, to laikā diskutējot par pētījumu rezultātiem, pielietojumiem un dažādām sadarbības iespējām. Nedēļu starp abām konferencēm pētniecības vizītē PHENIX laboratorijā [Mob2], veicot hematīta daļiņu aglomerātu dinamikas mērījumus un diskutējot par kopējiem pētījumiem sinerģiskā Osmoze projekta ietvaros. Paralēli ar kolēģiem strādājām pie trīs rakstu sagatavošanas žurnāla Journal of Magnetism and Magnetic Materials konferencei veltītajam speciālizdevumam [Pub2, Pub3, Pub4].
Kopā ar Latvijas Universitātes kolēģiem ICMF2019 konferencē Parīzē
VI ceturksnis (01.02.2019.-30.04.2019)
Februāra sākumā prezentēti WP2 iegūtie rezultāti Latvijas Universitātes 77. starptautiskās konferences Magnētiskas mīkstas vides sekcijai [LocConf4].
Tāpat februārī iesākts darbs pie magnētisku peldētāju izveides. Sintēzes iekārta un process izpētīts kopā ar doktorantu, kas laboratorijai piesaistīts sinerģiska MSCA-ITN MaMi projekta (http://mamifluidics.com) ietvaros. Iegūti magnētiski filamenti un testētas to deformācijas rotējošā laukā.
Turpinot magnētiskās mikrokonvekcijas pētījumus, martā sagatavotas tēzes [Conf3] konferencei ICMF 2019 (15th International Conference on Magnetic Fluids https://premc.org/conferences/icmf-magnetic-fluids/). Vēlāk saņemts apstiprinājums šim referātam. Papildus tam, kā līdzautors piedalījos 2 citu tēžu sagatavošanā ICMF 2019 konferencei. Tāpat apstiprinātas tēzes mutiskam referātam konferencei ISPIV2019 [Conf4].
Tāpat turpināts darbs pie publikācijas sagatavošanas par gravitācijas ietekmi uz mikrokonvekciju vertikālā šūnā. Tikuši apstrādāti iegūtie dati un ar kolēģiem veiktas diskusijas par datu interpretāciju un tālāku apstrādi. Pakāpeniski tiek viedots arī manuskripts.
Diemžēl no jauna uzstādot projektam svarīgo PIV iekārtu Zinātņu mājā konstatēts, ka ir bojāts lāzera jaudas kontroles mehānisms. Šobrīd tiek risinātas pārrunas ar piegādātāju par garantijas remontu. Tā kā projekts ir jau pusē, lai neapdraudētu tā norisi, veikta literatūras izpēte un sagatavots potenciāli piemērotākais mikrofluidikas kanālu izveides protokols [Prot]. Tas izmēģināts, tomēr pilnīga testēšana atlikta līdz PIV iekārtas darbības atjaunošanai.
Paralēli pētnieciskajām aktivitātēm, no februāra līdz aprīlim izgāju un ar atzinību pabeidzu CIRTL organizēto MOOC kursu Advancing Learning Through Evidence-Based Teaching (http://stemteachingcourse.org/) edx sistēmā, lai uzlabotu kursu izstrādes un pasniegšanas prasmes.
Magnētiska filamenta deformācijas rotējošā laukā
Magnētiskās mikrokonvekcijas dinamika
V ceturksnis (01.11.2018.-31.01.2019)
Ceturkšņa sākumā pabeigta mobilitāte PHENIX laboratorijā [Mob1], tās laikā iegūti vērtīgi eksperimentāli dati un secinājumi turpmākajiem pētījumiem. Iegūtie dati analizēti, nosakot hematīta kubu veidoto spietu veidošanās nosacījumus. Tāpat novembra sākumā pieņemts un publicēts iepriekš iesniegtais raksts EPJ E žurnālā [Pub1].Turpināts darbs pie publikācijas sagatavošanas par magnētiskās mikrokonvekcijas stabilitātes atkarību no gravitācijas. Pilnveidota eksperimentālā iekārta, pievienojot otru mikrofluidikas pumpi. Veikta virkne eksperimentu, meklējot piemērotāko ģeometriju.
Decembra sākumā atrasta kanālu ģeometrija, kurā netraucēti iespējams ilgstoši novērot mikrokonvekciju pēc plūsmas apstādināšanas, uzņemti mērījumi. Saņemts projekta īstenošanai nepieciešamais un ilgi gaidītais PIV iekārtas pilnveides komplekts (ERAF infrastruktūras attīstības projekta ietvaros). Veikta aprīkojuma uzstādīšana un testēšana. Sakarā ar laboratorijas pārvākšanos uz Zinātņu māju, gaidot testēšanai piemērotus apstākļus, nedaudz atlikta mikrofluidikas sistēmas protokola izveide un WP1 pabeigšana, kas neietekmē projekta norisi.
Janvārī turpināts darbs pie magnētiskās mikrokonvekcijas izpētes un raksta sagatavošanas. Sadarbībā ar PIV iekārtu ražotāju Dantec Dynamics, sagatavotas tēzes Starptautiskajam daļiņu ātrumlauku noteikšanas tehnikas simpozijam ISPIV 2019. Tāpat sagatavotas tēzes un ziņojums Latvijas Universitātes 77. starptautiskās konferences Magnētiskas mīkstas vides sekcijai [LocConf4].
Nodarbība par mikrofluidiku nometnē "Alfa"
Zinātnieku nakts 2018
Hematīta kubu struktūras rotējošā laukā
IV ceturksnis (01.08.2018.-31.10.2018)
Ceturtā ceturkšņa pašā sākumā pabeigts gatavot prezentāciju un materiālus nodarbībām par mikrofluidiku nometnē Alfa. Tajās fizikas sekcijas skolēni uzzināja par mikrofluidikas fizikālajiem principiem, iemēģināja veidot savus mikrofluidikas kanālus, pārvietot tajos šķidrumus, kā arī uzzināt par mikrofluidikas esošajiem, nākotnes pielietojumiem. Tāpat skolēni tika īsi iepazīstināti ar manu pētniecības projektu [PopSci3].
Atlikušajās augustā nedēļās tika turpināts darbs pie mikrokonvekcijas parādības novērošanas eksperimentālo apstākļu uzlabošanas. Iepriekš veiksmīgākā burbuļu metode nenodrošina pilnīgu plūsmas apstādināšanu kanāliņos, tāpēc eksperimenti turpināti. Veikti pirmie aprēķini magnētiskās mikrokonvekcijas samaisīšanās platuma dinamikai. Uzsākta publikācijas sagatavošana kopā ar kolēģiem, novērtējot gravitācijas stabilizējošo ietekmi uz nestabilitāti bezplūsmas gadījumā.
Saņemta EPJ E žurnālā iesniegtā raksta recenzija. Septembrī veikti labojumi rakstā, atbilstoši recenzenta ieteikumiem, kā arī sagtavotas izsmeļošas atbildes uz recenzijā uzdotajiem jautājumiem. Tas ietvēra precīzāku problēmas un tās risinājuma izklāstu, lietoto terminu un grafiku pilnveidi. Atjaunotā raksta versija iesniegta pārskatīšanai, kā arī izvietota datu bāzē ArXiv [Pub1].
Organizēta projekta norisei ārkārtīgi nozīmīgās Daļiņu attēlu ātrumu mērīšanas (PIV) iekārtas nodošana uzlabošanas darbiem infrakstruktūras iepirkuma uzvarētāja VIDIX-Visible Dynamics AB rīcībā, sagaidot, ka uzlabotā iekārta tiks atgriezta līdz šī gada beigām, ļaujot pabeigt mikrofluidikas kanāla izveides protokolu un uzsākt PIV mērījumus.
Tāpat piedalījos Zinātnieku nakts 2018 pasākumā 28. septembrī LU Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultātē, kam sagatavoju demonstrējumu “Ēdama mikrofluidika” (pēc publikācijas Anal. Chem. 82, 5408 (2010) pieejas), vienlaikus skaidrojot principus, esošos un nākotnes pielietojumu. Pasākumu apmekēja vairāk kā 1000 cilvēki [PopSci4].
Oktobra sākumā sagatavoju prezentāciju par eksperimentāliem mikrofluidikas pētījumiem MMML laboratorijā, ar ko uzstājos M-era.net projekta “Flexible magnetic filaments” kick-off seminārā, kurā piedalās arī laboratorijas kolēģi [LocConf3].
No oktobra otrās nedēļas devos plānotajā mobilitātē pie sadarbības partnera – PHENIX laboratorijas Sorbonas Universitātē Parīzē, Francijā. Kopumā tur pavadīju četras nedēļas. Pirmajā nedēļā tika organizēta manis vadītā Francijas-Latvijas bilaterālās sadarbības programmas Osmoze projekta vizīte, ietverot arī kolēģu Prof. A.Cēbera un pētnieces O.Petričenko mobilitāti. Nedēļas laikā tika organizēts seminārs un vairākas diskusijas, kā arī kopīgie eksperimenti. Tos turpināju arī pārējās trīs nedēļās. Tie ietvēra:
a) WP2 būtiskā fāžatdalītā magnētiskā šķidruma pilieniem piemērota parauga izveidi, jo atdalītā fāze bieži slapina virsmu. Atrasts Kapton (polyimid) materiāls, kas ļauj pilieniem saglabāt formu. Diemžēl, fāžatdalītā šķidruma stabilitāte bija ierobežota, un neļāva veikt ilglaicīgus eksperimentus. Tiek turpināts darbs pie stabilitātes nosacījumiem, lai veiktu saistītos eksperimentus.
b) Marķierdaļiņu testus magnētisko šķidrumu sistēmās. Noskaidrots, ka parastā magnētiskajā šķidrumā marķierdaļiņas neietekmē šķidrumu, savukārt, fāžatdalītā šķidruma gadījumā to virsma piesaista atdalīto fāzi, veidojot aglomerātus un neļaujot marķierdaļiņām veikt savu uzdevumu. Nepieciešami turpmāki pētījumi.
c) Izpētītas hematīta daļiņu suspensijas uzvedība rotējošos laukos, izmantojot Parīzē esošo eksperimentālo sistēmu. Novērotas interesantas kolektīvas parādības, kurās iespējama ietekme ir šķidruma plūsmām ap daļiņām.
III ceturksnis (01.05.2018.-31.07.2018)
Trešajā ceturksnī turpināta pētnieciskā darbība iepriekš iesāktās aktivitātēs, kā arī ņemta dalība virknē profesionālās izaugsmes pasākumu un daļa laika aizvadīta ikgadējā atvaļinājumā. Diemžēl, joprojām apturēta darbība WP1 ietvaros, gaidot līguma noslēgšanu par PIV sistēmas pilnveidi. Sagaidāms, ka tas notiks 4. ceturkšņa laikā, kas ļaus arī veiksmīgi pabeigt WP1.
Kamēr tiek gaidīta iepriekšējā ceturksnī WP2 ietvaros izveidotās un iesniegtās publikācijas [Pub1] recenzija no žurnāla EPJ E, turpināti magnētiskās mikrokonvekcijas mikrofluidikā pētījumi. Izmēģinātas un pārbaudītas dažādas mikrofluidikas kanālu formas, mēģinot atrast piemērotāko veidu plūsmas apturēšanai kanālā. Tas nepieciešams tālākām individuālu “pirktu” mērīšanai, gan fizikālā apraksta pārbaudei bez plūsmas. Šobrīd labākais risinājums ietver periodisku gaisa burbuļu ievadīšanu.
Sekmīgi pabeigta LU PPMF organizētā tālākizglītības programma “Ievads docētāja darbā”, iegūstot apliecību. Programmas ietvaros iegūtas zināšanas par pedagoģiskajām prasmēm un zināšanām, kas nepieciešamas darbam ar studentiem, tai skaitā, satura prezentēšanai auditorijai.
Jūnija vidū apmeklēts IV Pasaules Latviešu zinātnieku kongress, uzzinot daudz par zinātnes attīstības tendencēm Latvijā un pasaulē, kā arī iegūstot plašu Latvijas zinātnieku kontaktu tīklu.
Jūnija beigās Francijas-Latvijas Bilaterālās sadarbības programmas Osmoze manis vadīta projekta ietvaros organizēta Francijas pētnieku no Sorbonas Universitātes vizīte, kā arī zinātnisks seminārs. Zinātnisko semināru apmeklēja gan laboratorijas pārstāvji, gan citi interesenti. Arī es tajā uzstājos ar prezentāciju [LocConf2]. Vizītes ietvaros veiktas diskusijas un eksperimenti ar fāžatdalītiem magnētiskiem šķidrumiem, kas būtiski WP2 realizācijā. Vienlaikus pārrunāts sadarbības līguma noslēgšanas progress, kas kavējas institūciju birokrātiskas neizpratnes dēļ, kā arī nolemts manu pētniecības vizīti PHENIX laboratorijā par fāžatdalītu magnētisku šķidrumu pētījumiem organizēt oktobrī.
Jūlija beigās sagatavoti uzdevumi un prezentācija par mikrofluidikas sistēmu izveidi, kas augusta sākumā tiks doti mācību priekšmetu olimpiāžu uzvarētāju un skolēnu zinātniskās konferences laureātu vasaras skolas – nometnes "Alfa" fizikas sekcijas dalībniekiem. Uzdevumi balstīti uz publikācijā Anal. Chem. 82, 5408 (2010) piedāvāto mikrofluidikas kanālu izveides metodi ar pārtikā izmantotu želeju.
II ceturksnis (01.02.2018.-30.04.2018)
Otrā ceturkšņa sākumā tika paveikti divi iepriekšējā ceturksnī iesākti uzdevumi. Pirmkārt, tika organizēta un vadīta LU 76. konferences sekcijas sēde “Kolokvijs - 50 gadi magnētisma pasaulē” (http://mmml.lu.lv/pieteikties-konferencei, pieejams arī video ieraksts), kuras ietvaros uzstājos arī ar mutisku referātu [LocConf1]:
Otrkārt, februāra otrajā nedēļā devos uz COST akcijas (MP1305) organizētu konferenci “Flowing Matter 2018” Lisabonā, Portugālē, kurā uzstājos ar mutisku referātu [Conf2].
Konferences ietvaros iepazinos ar vairāk nekā 100 zinātnieku no dažādām Eiropas valstīm jaunākajiem pētījumiem “Flowing matter” jeb plūstošas vides tematikā, kur aktuālākie temati saistīti ar aktīvu vidi un dažādām kompleksām sistēmām.
Darbs pie jaunās mikrofluidikas sistēmas izveides un testēšanas (WP1) šobrīd nedaudz iepauzēts, jo kavējas projekta pilnvērtīgai realizēšanai svarīgās PIV (daļiņu attēlu ātrumu mērīšanas) iekārtas iepirkums. Tas nepieciešams mikrofluidikas sistēmas testiem eksperimenta apstākļos, kā arī pārējo WP realizācijai.
Tā vietā veikti tālāki magnētiskās mikrokonvekcijas pētījumi WP2 tematikā, izmantojot agrāk lietoto mikrofluidikas sistēmu. Eksperimentāli izpētīta gravitācijas ietekme vertikāli novietotai sistēmai, kurā blīvākais magnētiskais šķidrums atrodas zem nemagnētiskā šķidruma – ūdens. Tika noteikts, ka mikrokonvekcijas parādībai nepieciešamai kritiskais lauks pieaug, ja palielinās šķidrumu blīvumu starpība un ja palielinās mikrofluidikas plūsma kanāliņos. Šie parametri raksturoti un salīdzināti ar kolēģa A.Tatuļčenkova papildināto modeli, kurā problēmu kopumu iespējams reducēt uz diviem bezdimensionāliem parametriem – magnētisko un gravitācijas Releja skaitļiem. Rezultāti apkopoti publikācijā, kas iesniegta žurnālam European Physical Journal E: Soft Matter and Biological Physics publicēšanai tematiskajā krājumā “Flowing matter: a topical issue on problems and applications”, kas tiek organizēts COST akcijas MP1305 ietvaros. Šobrīd raksts tiek recenzēts.
Publiskai pieejamībai raksts ievietots preprintu datu bazē arXiv [Pub1].
Lai organizētu tālāku pētniecības darbu un veicinātu sadarbības līguma noslēgšanu ar PHENIX laboratoriju Francijā, aprīļa sākumā devos īsā komandējumā uz Parīzi. Tā laikā tika noskaidrota piemērotākā marķierdaļiņu virsmas apstrāde, lai nekaitētu magnētisku šķidrumu stabilitātei. Veiktas pārrunas par plānoto pētniecības vizīti, kas, visticamāk, tiks veikta šī gada oktobrī.
Profesionālo prasmju pilnveidei pieteicos un no februāra apmeklēju LU PPMF organizētu tālākizglītības programmu “Ievads docētāja darbā”. Tā ietvaros tiek attīstība nepieciešamā pedagoģiskā kompetence un veicināta gatavība akadēmiskajam darbam augstskolā
Aprīļa beigās radās iespēja popularizēt zinātnisko pētniecību skolēnu vidū uzstājoties ar prezentāciju Latvijas skolēnu 42. zinātniski pētniecisko darbu konferences atklāšanā, LU Lielajā aulā (preses relīze) [PopSci2].
I ceturksnis (01.11.2017.-31.01.2018)
Uzsākta projekta īstenošana, atrisinot virkni birokrātisku un organizatorisku jautājumu. Lai pārbaudītu un nepieciešamības gadījumā pilnveidotu plānotā pētījuma aktualitāti sakarā ar ieilgušo projekta vērtēšanu un vēlāku uzsākšanu, kā arī sekotu pētniecības jomas attīstībai, tika sagatavotas tēzes divām starptautiskām konferencēm, kas apstiprinātas mutiskiem referātiem. To pamatā izmantoti agrāk iegūti dati, kas saistās ar WP2 pētāmajām parādībām [Conf1,Conf2].
Pirmā no konferencēm apmeklēta decembra vidū, uzzinot jaunākās tendences nanotehnoloģijās, jo īpaši projektā izmantot plānoto magnētisko šķidrumu jomā, kas ir perspektīvi pielietojumiem enerģijas rekuperācijā.
Atbilstoši projekta plānam, lielākais darbs pirmajā ceturksnī veltīts mikrofluidikas sistēmas izveidei. Pirmkārt, analizēta jaunākā zinātniskā literatūra par kanālu izveides risinājumiem. Neskatoties uz pieaugošu 3D printeru lietojumu, to šī brīža preciztāte nav pietiekama projekta vajadzībām, tāpēc sistēmas izveidei tiks izmantota mīkstā litogrāfija (soft-lithography), ko veido litogrāfiski izgatavota forma (mold) un sacietināms polimērs (PDMS). Otrkārt, atrastas sistēmas izveidei nepieciešamās iekārtas citos LU institūtos un veiktas pārrunas par to izmantošanu. Treškārt, organizēta tikšanās ar citiem LU zinātniekiem, kas izmanto mikrofluidikas iespējas savos pētījumos, lai attīstītu papildinošas mikrofluidikas sistēmas un efektīvi izmantotu iekārtas. Ceturtkārt, sagatavoti nepieciešamie materiāli eksperimentālās sistēmas izveidei.
Paralēli, veiktas darbības profesionālajai pilnveidei un kapacitātes celšanai. Pirmkārt, lai gūtu pedagoģisku un vadības pieredzi, projekta īstenošanas tehniskajiem darbiem piesaistīta doktorante. Otrkārt, organizēta un vadīta LU 76. konferences sekcijas sēde “Kolokvijs - 50 gadi magnētisma pasaulē” (informācija), kurai arī sagatavots mutisks referāts [LocConf1].
Zinātnes un projekta popularizēšanai ņemta dalība Valsts izglītības attīstības aģentūras un Latvijas Jauno zinātnieku apvienības organizētajā diskusiju forumā “Ko nozīmē būt zinātniekam?”, kuram sagatavota prezentācija [PopSci1].
---------------------------------Publikāciju/Rezultātu saraksts-----------------------------------
Raksti:
[Pub1] G. Kitenbergs, A. Tatuļčenkovs, L. Puķina, A. Cēbers (2018) Gravity effects on mixing with magnetic micro-convection in microfluidics. The European Physical Journal E, 41, 138, doi:10.1140/epje/i2018-11749-9 ; arXiv:1805.00101
[Pub2] G. Kitenbergs, A. Cēbers (2020) Rivalry of diffusion, external field and gravity in micro-convection of magnetic colloids. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 498, 166247, doi:10.1016/j.jmmm.2019.166247 ; arXiv:1908.05011
[Pub3] A. Zaben, G. Kitenbergs, A. Cēbers (2020) Deformation of flexible ferromagnetic filaments under a rotating magnetic field. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 499, 166233, doi:10.1016/j.jmmm.2019.166233; arXiv:1908.02604, data:10.5281/zenodo.3701572
[Pub4] O. Petrichenko, G. Kitenbergs, M. Brics, E. Dubois, R. Perzynski, A. Cēbers (2020) Swarming of micron-sized hematite cubes in a rotating magnetic field - Experiments. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 500, 166404, doi:10.1016/j.jmmm.2020.166404 arXiv:1908.06436
[Pub5] A. Zaben, G. Kitenbergs, A. Cēbers (2020) 3D motion of flexible ferromagnetic filaments under rotating magnetic field. Soft Matter, 16, 4477-4483. doi:10.1039/D0SM00403K, arXiv:2003.03737, data:10.5281/zenodo.3764732
Raksti konferenču rakstu krājumos:
[ConfPub1] F. G. Ergin, G. Kitenbergs, A. Cēbers (2019) Revisiting velocity, concentration and interface measurements in a magnetic micromixer. Proceedings of the 13th International Symposium on Particle Image Velocimetry (Munich, Germany, July 22-24, 2019), https://athene-forschung.unibw.de/128824
Starptautisku konferenču tēzes:
[Conf1] G. Kitenbergs, R. Perzynski, A. Cēbers, Shape Hysteresis of a Magnetic Drop in a Rotating Field, 4th International Conference on Nanoscience, Nanotechnology and Nanobiotechnology (3Nano2017), Paris, France, 2017.12.10.-14., P.51. (https://www.3nano2017.net/program/)
[Conf2] G. Kitenbergs, A. Tatuļčenkovs, A. Cēbers, Gravity effects on mixing with magnetic micro-convection in microfluidics, Flowing Matter 2018, Lisbon, Portugal, 2018.02.05.-09. (program), organized by COST MP1305 Flowing matter
[Conf3] G. Kitenbergs, L.Pukina-Slava, A.Cēbers, Rivalry of diffusion, external field and gravity in micro-convection of magnetic colloids, 15th Intrernational Conference on Magnetic Fluids (ICMF 2019), Paris, France, 08-12.07.2019. https://premc.org/conferences/icmf-magnetic-fluids/
[Conf4] F.G. Ergin, G. Kitenbergs, N.F. Gade-Nielsen, J. J. Henriksen, A. Cēbers, Revisiting velocity, concentration and interface measurements in a magnetic micromixer, 13th International Symposium on Particle Image Velocimetry, Munich, Germany, 22-24.07.2019. https://www.unibw.de/ispiv2019
[Conf5]* L. Puķina-Slava, G. Kitenbergs, A. Tatuļčenkovs, Gravity limited mixing with magnetic micro-convection, 15th International Conference on Magnetic Fluids (ICMF2019), Paris, France, 2019.07.08.-12.
[Conf6]* A. Zaben, G. Kitenbergs, A. Cēbers, Deformation of flexible ferromagnetic filaments under a rotating magnetic field, 15th International Conference on Magnetic Fluids (ICMF2019), Paris, France, 2019.07.08.-12.
[Conf7]* O. Petrichenko, G. Kitenbergs, R. Perzynski, A. Cēbers, Swarming of micron-sized hematite cubes in a rotating magnetic field - Experiments, 15th International Conference on Magnetic Fluids (ICMF2019), Paris, France, 2019.07.08.-12.
*Līdzautors
Lokālu konferenču tēzes:
[LocConf1] G. Kitenbergs, Magnētiskās mikrokonvekcijas eksperimentāli pētījumi (Experimental Investigation of Magnetic Micro-convection), LU 76. konference, “Kolokvijs – 50 gadi magnētisma pasaulē”, Rīga, Latvija, 2018.02.02. (plānojums)
[LocConf2] G. Kitenbergs, Behavior of magnetic drops in external field, Francijas un Latvijas zinātnieku seminārs “Fluctuation phenomena in magneto-microhydrodynamics”, Rīga, Latvija, 25.06.2018. (plānojums)
[LocConf3] G. Kitenbergs, Experiments in microfluidics in MMML, M-era.net projekta “FMF” kick-off seminārs, Rīga, Latvija, 04.10.2018. (atskats)
[LocConf4] G. Kitenbergs, O. Petrichenko, E. Dubois, R. Perzynski, A. Cēbers, Experimental observation of hematite cube swarming under rotating magnetic field, 77th International Scientific Conference of the University of Latvia, Section “Magnetic Soft Matter”, Riga, Latvia, 01.02.2019.
[LocConf5] G. Kitenbergs, Understanding hematite cube swarming in rotating magnetic field: behavior of dimers and trimers, Francijas un Latvijas zinātnieku seminārs “Fluctuation phenomena in magneto-microhydrodynamics”, Rīga, Latvija, 26.09.2019. (plānojums)
[LocConf6] G. Kitenbergs, F. G. Ergin, Application of a two-phase PIV to the magnetic micro-convection, 78th International Scientific Conference of the University of Latvia, Section “Magnetic Soft Matter”, Riga, Latvia, 14.02.2020. (informācija, tēžu grāmata)
Protokols:
[Prot] G. Kitenbergs, Preparing a glass-PDMS microfluidics chip at the MMML lab of the University of Latvia, 04.2019.
Mērījumu rezultāti:
[MeasRes] Baktēriju kolektīvas kustības virziena atkarība no ārējā lauka, 10.2020.
Populārzinātniskas aktivitātes:
[PopSci1] G. Kitenbergs, Mikroplūsmas magnētiskā mīkstā vidē, VIAA&LJZA diskusiju forums “Ko nozīmē būt zinātniekam?”, Rīga, Latvija, 2017.12.06. (darba kārtība)
[PopSci2] G. Kitenbergs, ZPD un saldējums. Mana pieredze, Latvijas skolēnu 42. zinātniski pētniecisko darbu konferences atklāšana, Rīga, Latvija, 2018.04.20. (video)
[PopSci3] G. Kitenbergs, Mikrofluidika, Valsts olimpiāžu un skolēnu zinātniski pētniecisko darbu laureātu nometne “Alfa”. Zasa, Latvija, 2018.08.02.-03. (prezentācija)
[PopSci4] G. Kitenbergs, Ēdama mikrofluidika, Zinātnieku nakts 2018, LU Fizikas, matemātikas un optometrijas fakultāte, Rīga, Latvija, 2018.09.28.
[PopSci5] Intervija Smalko plūsmu vārdotājs, Radio Naba raidījumā "Zinātnes vārdā", Rīga, Latvija, 2019.05.08. https://naba.lsm.lv/lv/raksts/zinatnes-varda/smalko-plusmu-vardotajs.a117613/
[PopSci6] G. Kitenbergs, Fiziķis Latvijas Universitātē, fiziķis Eiropā un Pasaulē, Vizīte Rīgas 64. vidusskolā akcijas #AtpakaļUzSkolu ietvaros Eiropas dienā, Rīga, Latvija, 2019.05.09. (prezentācija)
[PopSci7] Dalība Izglītības un zinātnes ministrijas 2020. gada kalendārā #ZinātneLatvijai (info, video)
[PopSci8] Sižets LTV1 raidījumā Rīta Panorāma par pētniecības tematiku un PostDocLatvia projektu, 2020.09.30. (info, video)
Mobilitātes:
[Mob1] PHENIX laboratorija Parīzē, Francijā, 2018.10.08-11.05.
[Mob2] PHENIX laboratorija Parīzē, Francijā, 2019.07.04.-21.
[Mob3] BIAM institūta MEM grupa Kadarašā, Francijā, 2019.10.20.-11.19.
[Mob4] BIAM institūta MEM grupa Kadarašā, Francijā, 2020.01.12.-01.14.
[Mob5] Mikrofluidikas simpozijs un H2020 MaMi projekta tikšanās UPV/EHU Vitorijā, Spānijā, 2020.01.30.-02.01.
Report abuse