Funkcionalizált szén nanocső-hálózatok elektromos tulajdonságai

Készítette: Kocsis Dorina, vegyész V.
Témavezető: Dr. Biró László Péter, Kertész Krisztián
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet, Nanoszerkezetek Osztály

A szén nanocsövek különleges tulajdonságaik miatt hosszú ideje a tudományos érdeklődés középpontjában állnak. Nagy mechanikai szilárdság és jó elektromos vezetőképesség mellett jellemző rájuk a nagy felület/térfogat arány, melynek révén jelentős mennyiségű gázt képesek megkötni külső felszínükön. A gázadszorpció hatására megváltozik ellenállásuk, és ennek köszönhetően potenciális szelektív gázérzékelők lehetnek. A szelektivitás fokozható a nanocsövek külső falának funkcionalizálása útján. A dolgozatban ennek megvalósítását tűztük ki célul. 15-féle, különböző módon előállított és funkcionalizált nanocsövet és egy HOPG-mintát vizsgáltunk. A minták elkészítése után megmértük ellenállásukat, néhányukról pásztázó elektronmikroszkópiás felvételt is készítettünk. Az összes mintáról áramerősség-feszültség karakterisztikát vettünk fel, majd vizsgáltuk ellenállásuk változását a minta vastagsága szerint, valamint az ellenállás-értékek reprodukálhatóságát. Tanulmányoztuk az eltérő funkcionalizáltságú nanocsövekből készült rétegpárok viselkedését jellemző I-V görbéket. A levegőn végzett gázérzékeléses mérések során 27-féle gázzal kölcsönhatásba hozva a mintákat, folyamatos ellenállás-méréssel követtük a változásokat, így számszerűen is jellemezhető volt az egyes nanocsövek vezetőképességének különböző gázok hatására bekövetkező változása. Megállapítottuk, hogy a különbözőképpen funkcionalizált nanocső-rétegek szelektív érzékenységet mutatnak az egyes gőzökre, így felépíthető segítségükkel egy �érzékenységi könyvtár�, és szobalevegőn működő szelektív gázérzékelő detektorok fejleszthetők ki. Különbségek a szakdolgozathoz képest: Diplomamunkám témája alapvetően megegyezik a TDK-dolgozatéval, de tartalmazni fog lényegi kiegészítéseket is. A nanocső-minták ellenállásának hőmérsékletfüggését már eddigi munkánk során is tanulmányoztuk, ezeket a vizsgálatokat szeretnénk folytatni és kibővíteni. Dolgozunk a különböző funkcionalizáltságú nanocsövek áramerősség-feszültség karakterisztikájának matematikai leírásán, és tervezzük a gázérzékelésre használható minták számának kibővítését az egymással szembefordított nanocső-rétegpárok bevonásával is

Grafén alapú Josephson-átmenet vizsgálata

Készítette: Hagymási Imre, fizikus V.
Témavezető: Cserti József
ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

A mai félvezetőiparban már létre tudnak hozni olyan tartományokat, amelyekben az elektronok mozgását kétdimenziósra lehet korlátozni. Normál és szupravezető tartományokból létrehozott heterostruktúrák további új effektusokkal gazdagították a jelenségkört. 2004 óta a kondenzált anyag kutatás fő irányvonalába a grafén került. Ekkor sikerült ugyanis először előállítani a grafit egy atomi rétegét, a grafént. Azóta ez a terület rendkívül kutatottá vált. Ennek oka az, hogy a grafénben az elektronok hullámfüggvényét egy zérus tömegű Dirac-egyenlettel lehet leírni. Jelen dolgozatban kísérletek szempontjából egyik legfontosabb elrendezést, a szupravezető-grafén-szupravezető rendszert (Josephson-átmenetet) vizsgáljuk. A rendszer egzakt kvantummechanikai leírását a Dirac-Bogoliubov-de Gennes-egyenlet megoldásával tárgyaljuk. Fő célunk a gap alatt lévő kötött állapotok, ún. Andreev-szintek meghatározása és ezek vizsgálata. Kiderül, hogy az energiaszintek a Fermi energia függvényében igen eltérő módon viselkednek. Abban az esetben amikor a Fermi energia jóval nagyobb a szupravezető gapjénél, az állapotsűrűségben szingularitások jelennek meg. Ebben az energiatartományban a rendszer állapotsűrűsége és a hagyományos (szupravezető-normál fém-szupravezető) Josephson-átmenet állapotsűrűsége között egy leképezést adunk meg. Ha jóval kisebb a Fermi-energia a gapnél, nincsenek szingularitások az állapotsűrűségeben. A bemutatott rendszert szemiklasszikus módszerekkel is vizsgáljuk, s az ebből kapott eredmények kiváló egyezésben vannak az egzakt energiákkal. A szemiklasszikus közelítés segítségével egy közelítő formulát adunk az állapotsűrűségre, mely szintén jó egyezést mutat az egzakttal. Diplomamunkámban más integrálható (kör, téglalap) egy- és kétrétegű grafén-szupravezető rendszereket vizsgálunk. Tárgyalom a grafén-szupravezető rendszerek szemiklasszikus kvantálását, melyet a TDK dolgozatban a konkrét rendszeren bemutatok. A diplomamunkámban megmutatom, hogy a grafén alapú szupravezető rendszerek és a hagyományos (normál fém-szupravezető) rendszerek állapotsűrűsége hogyan képezhető egymásba ha a Fermi-energia jóval nagyobb a gapnél. A dolgozatban bemutatandó eredményeket felhasználom a diplomamunkámban a Josephson-áram meghatározásához.

Csoportos mozgás fázisainak vizsgálata egyszerű robotikai kísérlettel

Készítette: Tarcai Norbert, Virágh Csaba, Fizika Bsc, III. évf, Fizika Bsc II. évf.
Témavezető: Prof. Vicsek Tamás, Dr. Vásárhelyi Gábor
ELTE Biológiai Fizika tanszék

Önszerveződő csoportos mozgás a természetben számos helyen előfordul: emlősök, madarak, halak és baktériumtelepek is képesek olyan rendezett dinamikus mozgásállapotra, melyet főként az egyedek közti lokális kölcsönhatások hoznak létre. A csoportos viselkedés dinamikájának mélyebb megértése érdekében mi egyszerű robotrajt vizsgáltunk: szinkron vezérlésű távirányítható hajók önszerveződését figyeltük meg gyűrű alakú mozgástérben. A hajók csoportos mozgásában rendezett és rendezetlen fázisokat különböztettünk meg, amiket megfelelő statisztikai paraméterek megválasztásával matematikailag is értelmeztünk. A rendezett állapotokat a zaj függvényében vizsgáltuk, megállapítottuk, hogy a zajszint meghatározó paraméter a rendezett fázisok kialakulása szempontjából. Rendezett mozgás csak egy bizonyos zajszint felett volt megfigyelhető. Kísérleteinkben három fázist találtunk: torlódást, rendezett mozgást és rendezetlen mozgást. A környezeti zaj függvényében feltérképeztük az ezek közti fázisátalakulások jellegét és az azonos zajszintnél előforduló többféle stabil állapot által létrejövő bifurkációt. Kísérleti eredményeinket végül összevetettük a témában rendelkezésünkre álló elméleti modellek számításaival, illetve egy külső munkatársunk által írt szimuláció adataival.

Diffúziós folyamatok a kondritos meteoritok szövetében

Készítette: Gász József, Fizikus , IV. évf.
Témavezető: Dr. Bérczi Szaniszló , Tichy Géza
ELTE, Anyagfizikai Tanszék, ELTE, Szilárdtestfizikai Tanszék

A kondritos meteoritek szövetében kör alakú szövetelemek találhatók. Ezek a szövetelemek a kondrumok. A kondrumok a különféle kondritos meteoritokban élesen, vagy egyre elmosódottabban jelennek meg. A dolgozatban azt vizsgáltam, hogy az elmosódó körvonal milyen diffúziós folyamattal ragadható meg, ha föltételezzük, hogy az égitest egyenletesen fölmelegedett. A kondrumokat főleg olivin és piroxén, valamint egy kevés földpát és vasnikkel építi föl. Ezekben az ásványokban vizsgáltam a diffúziós folyamatot. Kiszámítottam különféle időtartamokra a különböző kémiai elemek (Fe, Mg, Ca) által megtett utakat, különböző fölmelegedési hőmérsékleteken és különféle ásványokban. A kapott adatokat arra használtam föl, hogy fölvázoljam a kondritos égitest fölmelegedésének hatásait. Azt találtam, hogy a különféle ásványokban a diffúzió különböző sebességekkel zajlott ugyan le, de a rendelkezésre álló mintegy 5-10 millió év alatt a kör alakú szövetelemek mind eltűnhettek és a kondritos égitest akondritossá alakult át a fölmelegedett zónában.

Gamma-kitörések energiáinak kozmológiai K-korrekciója

Készítette: Kovács András, Fizikus MSc I.
Témavezető: Bagoly Zsolt
ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

A gamma-kitörések (Gamma-Ray Burst, röviden GRB) a legnagyobb energiájú robbanások az Univerzumban az ősrobbanás óta, kutatásuk az asztrofizika élvonalába tartozik. Ezen objektumok távolságskálája sok nagyságrendet ölel át, ezért általuk jól mintavételezhetőek a világegyetem közeli és távoli részei egyaránt. Kozmológiai vizsgálatok szempontjából ígéretesek, bár a kutatások jelenlegi állása szerint nem alakíthatók standard gyertyákká, mint az Ia típusú szupernóvák. A GRB-k nagyon távoli objektumok, vöröseltolódásuk miatt lényegesen más lehet a kitörések forrásai által kisugárzott energia az együtt mozgó rendszerben, s más az észlelő műhold rendszerében. Ennek az eltérésnek a mértéke egy K szorzófaktor, mellyel az energiákat korrigálni kell, ha arra vagyunk kíváncsiak, milyen volt a kitörés energetikája a kitörés rendszerében. Ha a teljes spektrum megfigyelhető volna, az átszámítás nem okozna nehézséget, ám a K-korrekcióra azért is szükség van, mert a mérőrendszerek a teljes spektrumnak csak egy adott, nem teljes energiatartományát látják. A K-korrekció azt mondja meg, milyen energiát mérnénk a műszerünk érzékenységi sávjában, ha együtt mozognánk a forrással. A számolások alapjául szolgáló adatok publikusak, több adatbázist használva sikerült összegyűjtenem elegendő számút azok közül, melyek esetében minden mért adat vagy illesztett paraméter elérhető, ami a K-korrekciók elvégzéséhez szükséges. A dolgozatban a bolometrikus energia-kibocsátást számolom ki megmért vöröseltolódású GRB-k esetében, s egy Monte Carlo módszeren alapuló hibaszámítást is végzek, majd értelmezem az eredményeket, s összevetem a korábbi tapasztalatokkal, végül zárásként becslést próbálok adni az Univerzum anyagsűrűségi paraméterére, s elkészítem a GRB-k Hubble-diagramját is.

A mindenütt jelenlévő Zitterbewegung

Készítette: Széchenyi Gábor, Fizikus MSc I.
Témavezető: Cserti József, Dávid Gyula
ELTE TTK Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék, ELTE TTK Atomfizikai Tanszék

A Zitterbewegung jelenségköre először a relativisztikus elektron vizsgálatakor bukkant fel. A Dirac-egyenlet esetén a szabad elektron helyoperátora Heisenberg-képben meglepő módon nem csak egy állandó sebességű mozgást, hanem egy e körül gyorsan oszcilláció mozgást is tartalmaz. Ezt a jelenséget először Schrödinger mutatta ki, és Zitterbewegungnak nevezte el. Nemrégiben megmutatták, hogy ez nem csak az elektronokra jellemző relativisztikus effektus, hanem szilárdtestfizikai szabad kvázirészecskék leírására is alkalmas. Az irodalomban eddig a grafén, félvezetők, spintronikai rendszerek vizsgálata történt meg. A témavezetőim nemrégiben megmutatták, hogy a rendszerek Hamilton-operátorának segítségével általánosan kezelhető ez a jelenségkör. Ennek segítségével, olyan többkomponensű oszcillációs mozgások is elemezhetőek, melyeket a korábbi módszerekkel nem tehettünk meg (például: a kétrétegű grafénben). Jelen dolgozatban áttekintjük a Zitterbewegung általános jelenségkörét, példát mutatunk szilárdtestfizikai alkalmazásaira: félvezetők Luttinger-modellje, spinpályák kölcsönhatása kétdimenziós elektrongázban. A dolgozat második felében a kétrétegű grafénben analitikusan és numerikusan is vizsgáljuk a Zitterbewegung jelenségét. Ennek részletes tárgyalásával a szakirodalomban ismereteink szerint még nem foglalkoztak.

Fejérje adszorpció in situ optikai vizsgálata bioszenzorikai alkalmazásokhoz

Készítette: Németh Andrea, Fizika BSc IV.
Témavezető: Dr. Petrik Péter
MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézet

Bioszenzor fejlesztéséhez nélkülözhetetlen a szilárd-folyadék határfelületi folyamatok vizsgálata. Ahhoz, hogy jó minőségű receptor rétegeket fejlesszünk, valamint hogy pontosan detektálhassuk valamilyen anyag kötődését a receptorral borított felületre, ismernünk kell az adszorbeált receptor réteg jellemzőit (struktúra, adszorbeált anyagmennyiség, felületi borítottság, stabilitás, kinetika). Méréseim során a vizsgált receptor réteget flagelláris filamentumok alkották, melyek a baktériumok mozgásszerveinek (flagellumok) sejten kívüli részei. Egyes génszakaszok módosításával elérhető, hogy a filamentumok meghatározott molekulákat felismerjenek és megkössenek. A filamentumok in situ adszorpcióját Spektroszkópiai Ellipszométerrel (SE) vizsgáltam két különböző konstrukciójú folyadékcellában. Mivel indirekt optikai módszerről van szó, optikai modellek felépítésével kapunk információt a rétegről. A 23 nm átmérőjű, 300-1500 nm hosszúságú, egy vagy több ponton a felülethez kötődő, vízben lebegő filamentumok leválasztás közbeni méréséhez összetett, többrétegű optikai modellek megalkotására és kiértékelésére volt szükség. Megvizsgáltam különböző felületek (SiO2 és Ta2O5) és felületkémiai kezelések hatását az adszorpció folyamatára. A kinetika kvantitatív jellemzésére az adszorpciós görbéket a folymatra jellemző függvényekkel illesztettem, valamint a Langmuir modellt alkalmazva meghatároztam a kezdeti adszorpciós sebességi állandókat. Az eredményeket összehasonlítottam egy már jól ismert fehérje (fibrinogén) eredményeivel, ezzel jellemezve a filamentumok alkotta receptor réteget. A filamentum réteg modellekből megállapított struktúráját atomerő mikroszkóppal készült képekkel támasztottam alá.

A primordiális nukleoszintézis számítógépes szimulációja

Készítette: Pásztor Attila, Fizikus MSc I.
Témavezető: Csótó Attila
ELTE TTK Atomfizikai Tanszék

A könnyű elemek ősrobbanás utáni keletkezése(a primordiális nukleoszintézis) mind a négy alapvető kölcsönhatás részleteitől függ. Az ősrobbanás után órákkal fennálló elemgyakoriságokra pedig egyes asztrofizikai megfigyelésekből következtetni lehet. Így a megfigyelések és a nukleoszintézis modelljének összevetése lehetővé teszi azt, hogy nemsztenderd elméletek paramétereit korlátozzuk. Egy primordiális nukleoszintézist leíró modellnek így sok fizikai alkalmazása elképzelhető. A dolgozatban először áttekintem az ilyen célra alkotott saját modell fizikai részleteit és numerikus megvalósítását, majd pedig első fizikai alkalmazásként az erős kölcsönhatás erősségének a kötési energiákon és a magreakciók hatáskeresztmetszetein keresztül az elemgyakoriságokra gyakorolt hatását vizsgálom. Ezen analízis segítségével olyan kozmológiai modellek paramétereit lehet megszorítani, melyek a kölcsönhatások erősségét(csatolási állandóit) az univerzum életkorának a függvényének tekintik.

Madarak kollektív leszállásának vizsgálata számítógépes szimulációval

Készítette: Ferdinandy Bence, Fizika BSc III.
Témavezető: Prof. Vicsek Tamás, Ábel Dániel
ELTE Fizikai Intézet, Biológiai Fizikai Tanszék

A rajokban repülő madarak rendkívüli összehangoltsággal képesek együtt repülni és leszállni. Megszokott látvány például a városokban, hogy a galambrajok irányváltásai szinte tökéletes szinkronban történnek. Munkahipotézisünk, hogy a kollektív jelenségek az egyedek egyéni döntéseiből származnak, melyeket saját elvárásaik és a többiek viselkedése alakít. A kollektivitást az egyéni döntések egyelőre ismeretlen mechanizmusok általi szerveződése alakítja ki. Egy egyszerű, 3 dimenziós, önhajtott részecskés modellt állítottunk fel madarak kollektív leszállásának vizsgálatára. Egy egyed döntéseit befolyásoló tényezők a kölcsönhatási tartományokon belül található többi egyed helyzete és sebessége, a madár saját sebessége és egy idővezérelt zaj, mely a kezdeti egyenletes eloszlásból egy fáradási paraméternek megfelelően eltolódik a leszállás irányába. A modellt számítógépes szimulációval vizsgáltuk, több paraméter érték mellett. Bevezettünk egy rendparamétert, mellyel mérhető, hogy mennyire egyszerre szálltak le a madarak, illetve a kvalitatíven vizsgáltuk a modell néhány aspektusát. Azt találtuk, hogy a modell jelenlegi formájában nem produkál spontán szerveződő leszállást, így úgy érezzük, hogy további finomításokra szorul.

Lipid membránok viselkedése nanostrukturált felszínen

Készítette: Takáts-Nyeste Annamária, Biofizikus MSc. I.
Témavezető: Dr. Derényi Imre
ELTE TTK Biológiai Fizikai Tanszék

Napjainkban egyre több figyelmet kapnak a természetes és mesterséges membránvezikulumok és ezeknek a viselkedése különböző felszínek közelében. Tudományos diákköri dolgozatomban azzal foglalkozom, hogy a felszín pórusai hogyan befolyásolják a vezikulumok kitapadását. A megoldáshoz vezető úton az alapvető elméleti megfontolások (pl. erők egyensúlya) mellett numerikus módszereket is alkalmaztunk, hogy megtaláljuk a rendszerünk energiaminimumát. Ezek alapján megmutatjuk, hogy milyen feltételek mellett és milyen mértékben türemkednek be a vezikulumok a pórusokba, illetve meghatározzuk a rendszer paramétereinek függvényében az egyensúlyi állapotokat is. Nagyvonalakban azt az eredményt kaptuk, hogy ha a pórusban az adszorpciós energia nem sokkal kisebb, mint a felszínen, akkor a vezikulumoknak kedvezőbb, ha kihasználják a pórus belsejében lévő felszínt is, ellenkező esetben (ha gyenge a pórusban az adszorpció), az a kedvezőbb, ha kifeszülnek a pórus felett. A pórusok belsejében az adszorpció erősségét csökkenti a membrán görbületi energiája. A kísérletek azt mutatják, hogy minél kisebb a pórusok átmérője (következésképpen, minél nagyobb a görbületi energia, tehát minél gyengébb az adszorpció), annál ritkábban türemkednek be a vezikulumok a pórusokba, így sikerült megmagyarázni a kísérleti megfigyeléseket.

Elektrokonvekciós mintázatok képződésének vizsgálata folyadékkristályban

Készítette: Kalácska Szilvia, Fizika BSc, IV. évf.
Témavezető: Buka Ágnes, Éber Nándor, Tóth-Katona Tibor
KFKI SZFKI

A TDK dolgozatom egy speciális folyadékkristály elektromos tér hatására képződő mintázataival foglalkozik. A kutatás gyakorlati célja volt elsajátítani ezen anyagok vizsgálatának módszereit. Fénymikroszkóppal polárszűrőkön keresztül figyeltem és fényképeztem a mintázatok kialakulását, azok időbeli viselkedését. Megfigyeléseimet az SZFKI-ban végeztem. A munka fő célja új és megbízható eljárás kidolgozása volt a mintázatok egyes jellemzőinek meghatározására, valamint ennek alkalmazása korábban gyors kamerával készült felvételsorozatokra. Elődöm munkája során ugyanis a képek kiértékelésénél olyan egyszerű módszert használt, ami nem adta vissza az elméleti megfontolások alapján várható eredményeket. Az új módszer lényege, hogy a képeket Fourier-transzformáció után egy program segítségével értékeltem ki, ami a Fourier spektrumból származtat egy precíz kontraszt-definíciót. Ezen adat segítségével sikerült a mintázat időfüggését meghatároznunk és ez alapján kategorizálnunk az anyagot. Az eljárás széles körben alkalmazható mintázatok vizsgálatára. Az eredményül kapott grafikonok további kutatásra ösztönöznek, hiszen nem tudjuk pontosan magyarázni, milyen mechanizmusoknak köszönhetőek a kapott furcsa karakterisztikájú görbék.

A Paksi Atomerőmű kis-és közepes aktivitású radioaktív hulladékainak mennyiségi és minőségi elemzése

Készítette: Horváth András, Fizika BSC IV
Témavezető: Dr. Kiss Ádám
ELTE TTK Atomfizikai Tanszék

Mint minden energiatermelési formánál, így a nukleáris alapú villamos energiatermelésnél is elkerülhetetlenül keletkeznek hulladékok. Az atomerőművek esetén ezek radioaktívak. A radioaktív hulladékok képviselte veszély miatt az ilyen hulladékokat a nemzetközileg elfogadott biztonsági elveknek megfelelően és a nemzeti hatóságok által szabályozott módon kell kezelni és elhelyezni. A dolgozat célja, hogy bemutassa a Paksi Atomerőműben keletkezett kis- és közepes aktivitású radioaktív hulladékok mennyiségét és minőségét, valamint a kezelési módszereket. A már bevált és alkalmazott technológiákat, valamint a még fejlesztés alatt álló, remélhetőleg a közeljövőben bevezetésre kerülő hulladékkezelési eljárásokat, amelyek segítségével jóval hatékonyabban lehet a radioaktív hulladékokat az átmeneti, majd pedig a végleges tárolás előtt feldolgozni. A dolgozat alapvetően forráselemzés, de sok saját számolást tartalmaz a hulladékok keletkezésének üteméről, a 2003-as üzemzavar következményeiről, az üzemidő végéig keletkező hulladékok összes mennyiségéről, valamint az aktivitások változásáról.

Eltérő anyagi minőségű membrán-lemezek rezgéseinek egzakt, illetve szemiklasszikus vizsgálata

Készítette: Almási Gábor András, Fizika BSc II. évfolyam
Témavezető: Cserti József, Dávid Gyula
ELTE Komplex Rendszerek Fizikája Tanszék

A membrán-lemezek rezgését leíró parciális differenciálegyenlet teljesen megegyezik a kétdimenziós elektrongáz dinamikáját leíró Schrödinger-egyenlettel. Ezért különböző anyagi jellemzőkkel rendelkező kétdimenziós elektrongáz viselkedésének megértése kvantummechanikai ismeretek nélkül is, az eltérő anyagi minőségű membrán-lemezek rezgéseinek vizsgálatával is tanulmányozható. Dolgozatom olyan lemezek vizsgálatáról szól, melyekben a terjedési sebesség nem mindenhol ugyanakkora, hanem egy vonal mentén ugrásszerűen változik. Munkámban meghatározom egy olyan lemez rezgési módusait, mely téglalap alakú, határain Dirichlet-feltételt írunk elő, és két felében eltérő a hullámok terjedési sebessége. Ugyanezt megteszem abban az esetben is, ha a lemez N darab téglalap alakú részre van osztva, melyekben a terjedési sebesség periodikusan váltakozik. Meghatározom továbbá a két, koncentrikus térrészből álló kör alakú lemez sajátmódusait is. Majd részletesebben megvizsgálom a két téglalap alakú részből álló lemezt: meghatározom elméletileg a rendszer lépcsőfüggvényének és állapotsűrűségének Weyl-formulával való közelítését. Számolásaimat numerikus szimulációkkal is alátámasztom. Eredményeim teljesen megfelelnek a szakirodalomból kiinduló előzetes várakozásaimnak, továbbá a szimulációk és az elméleti levezetések összhangban állnak egymással.

Miozin II szerepe a sejtláncok kialakulásában

Készítette: Tóth Zsolt, Fizika BSc. II. évfolyam
Témavezető: Czirók András
ELTE, Biológiai Fizika Tanszék

A sejt-sejt kapcsolatok mentén történő sejtáramlás számos fejlődésbiológiai és kóros folyamatban is megfigyelhető: többek között az embrionális érhálózat kialakulásában valamint tumorok növekedésben is szerepet játszik. Az elnyúltabb morfológiájú sejtek felszínei vonzó migrációs célpontok, a beáramló sejtek összekapcsolódnak és növelik a nyúlványok méterét. Hipotézisünk szerint a sejtláncok kialakulását az teszi lehetővé, hogy a sejtek mozgása függ a környezet, így a szomszédos sejtfelszínek mechanikai tulajdonságaitól is. A sejtek a környezet rugalmasságát a miozin II motorfehérje segítségével mérik. Egy, a miozin II-t inaktiváló vegyülettel kezelt sejttenyészetek morfológiáját képfeldolgozó algoritmusokkal elemezve megmutatjuk, hogy a Miozin-II valóban fontos szerepet játszik a sejtláncok kiépülésében.

Polimer-monomer fázisátalakulás követése alkáli-fulleridekben infravörös spektroszkópiával

Készítette: Győri MátéAndrás, Fizika BSc IV.
Témavezető: Dr. Kamarás Katalin tudományos tanácsadó, Dr. Pergerné Klupp Gyöngyi vegyész
MTA Szilárdtestfizikai és Optikai Kutatóintézet

A C60 fullerén alapállapotban nagy szimmetriájú focilabdaszerű molekulákból áll. Alkálifémekkel sókat alkotva a Jahn--Teller torzulás miatt szimmetriája csökken. Ezen szimmetriatorzulások a rezgési sajátállapotok elfajultságának csökkenését eredményezik, így rezgési spektroszkópia alkalmazásával megfigyelhetők, hiszen a torzulás következtében a molekula sajátrezgéseinek frekvencia-értékei kissé megváltoznak, esetlegesen új sajátrezgések is megjelennek (csendes módusok). Kísérleti munkám során Na4C60 és Li4C60 minták infravörös spektrumának hőmérsékletfüggését vizsgáltam. Ezekben a mintákban a fullerénmolekulák kétdimenziós polimer fázisban vannak jelen ún. polimersíkokat alkotva. Polimer fázisban az egyes C60-ak az egymás közti kémiai kötések miatt szenvednek szimmetriacsökkenést. Növekvő hőmérséklet hatására depolimerizálnak, azaz ilyenkor a C60-ak újra nagyobb szimmetriájú állapotba kerülnek, nő a degeneráltság, ami tükröződik az infravörös spektrumban. A különböző hőmérsékletű spektrumok összehasonlításával a polimer--monomer fázisátalakulás átalakulási hőmérsékletét vizsgáltam, összevetve hasonló témájú szakcikkekben írottakkal.