Avtor: Nejc Parkelj / Predviden čas branja: 6 minut
Na Institutu “Jožef Stefan” (IJS) se najde prostor za študente z različnimi predznanji, izkušnjami, kot tudi različnimi stopnjami izobraževanja. Veliko jih tu začne delati že pred diplomo, nekateri nadaljujejo vse do magisterija. Tisti, ki jim raziskovalno delo res leži, se odločijo tudi za pisanje doktorske naloge. Eden takih je doktorski študent Gregor Pirnat, ki na Odseku za fiziko trdne snovi (F5) pod mentorstvom dr. Matjaža Humarja raziskuje uporabo tekočih mikroresonatorjev. Z njim smo se pogovarjali o njegovih začetkih na institutu, raziskovanju in ambicijah.
Gregor, kako te je pot privedla na IJS?
Pravzaprav sploh ni bilo tako zelo zahtevno. Že v srednji šoli sem vedel, da želim študirati ali fiziko ali kemijo. Odločil sem se za prvo. Čim so se začela predavanja in sem na FMF-ju spoznal nove sošolce, je bil odnos med profesorji in sošolci tako dober, da sem takoj spoznal pravilnost izbire. Med študijem sem na enem izmed Ponedeljkovih fizikalnih kolokvijev*, organiziranih na FMF, poslušal predavanje svojega zdajšnjega mentorja dr. Matjaža Humarja. Predaval je o svojem raziskovanju in me tako navdušil, da sem se tudi sam videl v tovrstnem raziskovalnem delu. Čim je prišla ponudba, da iščejo študente za delo v laboratoriju, sem se prijavil in uspešno opravil razgovor. Najprej sem delo začel preko študentskega servisa, kar se je razvilo v magistrsko delo. Ko se je odprl prostor za mladega raziskovalca, sem se brez pomisleka odločil nadaljevati.
Ko si začenjal, kako pomembno je bilo predznanje?
Po mojih izkušnjah neke osnove zagotovo rabiš. Zelo veliko stvari pa se naučiš na raziskovalnem problemu, ki ga preiskuješ. V mojem primeru sem moral poznati osnove laserja. Če takih osnov ne poznaš, ne veš, kako se lotiti novega problema, ne da bi samo poskušal, a ne bo nič delovalo. Že samo to, da dobiš občutek, kaj in zakaj sploh delaš, je zelo povezano z motivacijo. Zelo veliko ostalega znanja pridobiš z izvajanjem poskusa, reševanjem problemov in branjem strokovnih člankov. Ravno širina znanja na področju, ki te zanima, je tista, ki je direktno ne dobiš na faksu, ampak med raziskovanjem. Sem spadajo tudi udeležbe na znanstvenih konferencah, poletnih šolah in sodelovanje s tujimi raziskovalci.
Kaj je bil tvoj prvi raziskovalni izziv, ki se ti je vtisnil v spomin?
Za nalogo mi je bil dodeljen nov eksperiment, ki ga pred mano še nihče iz našega laboratorija ni delal. Dobili smo namreč nove materiale, s katerimi smo želeli narediti tekočekristalne kapljice, ki bodo občutljive na pH, kalcijeve in kalijeve ione ter ne, kot doslej, zgolj na temperaturo. Pogledal sem članke, delal mešanice, preiskoval z mikroskopom in spektrometrom. Šel sem zelo postopoma od začetka do konca poskusa, vendar ni nič delovalo. Pogovarjal sem se z mentorjem in somentorjem, a tudi skupaj problema nismo uspeli rešiti. To je bil prvi tak izziv, ki se na koncu sploh ni rešil, saj je prej prišlo na vrsto delo za moj magisterij in kasneje doktorat.
Kako pomembno je bilo predznanje programiranja?
Na začetku faksa mi programiranje sploh ni šlo. Pri obdelavi eksperimentalnih podatkov ga ni bilo veliko, saj se je dalo uporabljati že narejene skripte. Danes pri svojih primerih uporabljam malo več programiranja in optimizacije. Največ znanja sem osvojil tekom samega dela.
V laboratoriju se dela tudi na živih celicah. Je torej pri delu veliko interdisciplinarnosti?
Primarno znanje, ki ga potrebuješ, je gotovo fizika. Kar mi poskušamo aplicirati v laboratoriju, sega tudi v področje biologijo. Recimo, potrebno je poznati osnove celične biologije. Spomnim se, da na začetku o tem nisem imel pojma in je to privedlo do napake pri poskusu. Ko sem delal neki eksperiment na celicah, sploh nisem vedel, da so po določenem času vse celice pomrle, saj še nisem imel ustreznega znanja. Na srečo sem preko pogovora z mentorjem in biologi to znanje osvojil in težavo tudi rešil.
S čim se trenutno ukvarjaš?
Trenutno delam svojo doktorsko nalogo. Želim uporabiti tekoče mikroresonatorje**, tj. zelo majhne kapljice, v katerih lahko z laserjem vzbudimo optične resonance. Če mikroresonatorje vbrizgamo v tkivo, lahko preko njih razberemo lastnosti tkiva in jih torej uporabimo kot senzorje. Površinska napetost med kapljico in okoliško tekočino ali pa Youngov modul mehkega materiala, v katerem je ta kapljica, vplivata na obliko oziroma velikost kapljice, s tem pa na tlak v njej. Pri tem kapljica spremeni svoje optične načine, ki jih lahko merimo. Iz te meritve pa lahko določimo, kako se je kapljica deformirala in kakšna je povezava med deformacijo kapljice in deformacijo materiala in s tem tudi, kakšne so lastnosti materiala. Pri tem sem razvil dve metodi, katerih končni cilj ju je uporabiti v kompleksnem biološkem sistemu. Pozna se postane delo zahtevnejše, ko poskušaš aplicirati take metode na biološkem vzorcu, saj dejavniki zelo variirajo od vzorca do vzorca.
Ali bi se lahko tvoje delo in metode uporabljale tudi v druge namene, npr. v medicini in tehnologiji?
Definitivno obstaja potencial za diagnostiko, nekoliko manj za terapijo. Ena od idej je izkoriščanje celic maščobnega tkiva, ki že vsebujejo maščobne kapljice. Te so namreč zelo podobne tistim, s katerimi se ukvarjam v mojih eksperimentih. Če maščobnim kaplicam dodam barvilo in nanje posvetim z lasersko svetlobo, bom lahko razbral njihove lastnosti. Ta postopek diagnoze ima prednost pred ostalimi, ker je neinvaziven. Z njim bi lahko merili rast maščobnih celic ali celo sestavo proteinov na površini maščobnih kapljicah, ki vplivajo na njihovo rast.
Kakšno je v tem laboratoriju razmerje eksperiment/teorija?
Teorijo je definitivno treba razumeti, da lažje dosežeš cilje in ovrednotiš rezultate. V samem laboratoriju pa prevladujejo aparature in eksperiment.
Kakšna je klima in sodelovanje v laboratoriju?
Vse skupaj je zelo sproščeno. Zelo mi je všeč, kako naš vodja dr. Matjaž Humar povpraša, če ima kdo od nas kakšno dobro idejo, ki bi jo vključili v naše eksperimentalno delo. Če ima kdo kakšen problem ali če česa ne razume, ima naš mentor vedno ideje, kako problem rešiti. V iskanje rešitev vključi še druge kolege v laboratoriju.
Kaj bi svetoval študentom, ki se za eksperimentalno delo na IJS delo še odločajo?
Sprašuj, piši maile, pogovarjaj se z ljudmi, poskušaj se zmeniti za sestanek za študentsko delo. Potlej boš videl, če ti to utreza. Zelo fino je tudi, če preizkusiš malo več laboratorijev, tudi če ti morda ne bodo všeč. Znanje, ki ga boš pridobil v enem laboratoriju, je zelo pogosto prenosljivo tudi na druge laboratorije.
Koliko je sodelovanja s tujino?
Osebno imam s tujino bolj malo kontaktov. Večinoma sodelujemo z laboratoriji iz tujine, ker imajo ti kakšno napravo, ki je pri nas ni, in mi jim pošiljamo naše vzorce za analizo. Pogosto se zgodi tudi obratno: da kdo iz tujine pošlje kakšen vzorec in prosi za meritev na naših aparaturah. Tekom mojega študija je bilo v našem laboratoriju kar nekaj doktorskih študentov iz tujine, ki so delali svoj projekt na naši opremi. Pri tem smo se drug od drugega tudi veliko naučili.
Kakšne so tvoje ambicije za naprej?
Svoje opcije trenutno ohranjam odprte. Kot doktor fizike imam zelo veliko možnosti za podoktorski študij, ni se mi potrebnotreba bati, da ne bi mogel ostati v akademskem svetu. Imam pa odprtih še nekaj drugih možnosti.
* Ponedeljkov fizikalni kolokvij (PFK) so predavanja o zanimivih fizikalnih temah, ki so praviloma na sporedu ob ponedeljkih na FMF. Predavanja so namenjena magistrskim in doktorskim študentom fizike FMF, a se jih lahko udeleži vsakdo. Povezava na vsebine predavanj PFK (preteklih in prihajajočih) je TUKAJ, Urnik PFK pa TUKAJ.
** Članek o mikroresonatorijih je tudi na Wikipediji.
