9 771333 569007

I S S N 1 3 3 3 - 5 6 9 3

VVVVoooollll.... 5555,,,, bbbbrrrroooojjjj 1111 //// 2222,,,,

ssssiiiijjjjeeeeèèèèaaaannnnjjjj //// vvvveeeelllljjjjaaaaèèèèaaaa 2222000000004444....

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 1

Našim gostima tijekom Otvorenih dana Instituta RuðerBoškoviæ (IRB) želimo srdaènu dobrodošlicu. Nakon duljegrazdoblja, ponovnim godišnjim organiziranjem Otvorenihdana želimo istaknuti postupnu promjenu orjentacijeInstituta prema ustanovi jaèe povezanoj sa zajednicom unašem okruženju.

Na otvorenim danima prikazan je samo reprezentativni izbortema koje ilustriraju mnogobrojna istraživanja što se svako-dnevno provode na Institutu. Od najznaèajnijeg prodoraInstituta u posljednjoj godini – otkriæa novih vezanih stanjapet elementarnih èestica (quarks) postignutog u meðunarnojkooperaciji s europskom organizacijom CERN (ConseilEuropéen pour la Recherche Nucléaire) - preko mnogih isko-raka u kemiji, biologiji ili studijama okoliša Otvoreni daniukazuju na dostignuæa u mnogimznanstvenim disciplinama zastu-pljenim u naših 12 Zavoda iviše centara.Medutim, naši znanstvenirezultati samo su jedan odelemenata naše misije.Vještinu, znanja i metodikusteèenu dugotrajnimistraživaèkim radom trebaprimijeniti u obrazovanju stu-denata i mlaðih kolega kao i ustvaranju i transferu novihtehnologija u sferu gospoda-rstva. Doprinosi uedukaciji i

tehnologiji upotpunjuju misiju Instituta i izravno ilineizravno doprinose prosperitetu države.

U posljednje tri godine IRB je pokrenuo zajednièke smjerovestudija sa sveuèilistima u Osijeku, Zagrebu, Dubrovniku i

Rijeci. Osim tih zajednièki dogovorenih studija, djelatniciInstituta individualno su ugovorili sudjelovanje kao na-stavnici u otprilike 200 raznih dodiplomskih i poslijediplo-mskih kolegija. Naš cilj u nastavi je proširiti suradnju na svasveuèilista u RH. Odreðeni studiji za koje postoji veliko za-nimanje nudit æe se na engleskom jeziku kao dio meðunaro-dne nekomercijalne i komercijalne razmjene studenata.

Zahvaljujuæi podršci Ministarstva znanosti i tehnologijeposljednjih godina nabavljeno je više novih kapitalnihinstrumenata koji æe biti prikazani na otvorenim danima. Tiinstrumenti, smješteni u novim centrima kao što je Centar zamagnetsku rezonanciju, predstavljaju nacionalno bogatstvo iotvoreni su svim korisnicima unutar RH.

U suradnji sa Svjetskom Bankom IRB intenzivno pripremakomercijalizaciju novih tehnologija i novog intelektualnogvlasništva stvorenog na Institutu. Naši novi prodori u medi-cini, organskoj i fizikalnoj kemiji pripremaju se za razne

stupnjeve komercijalnog razvoja u okviru planiranogtehnološkog parka na IRB kampusu.

IRB pruža i niz ekspertnih usluga, posebno u podruèjimadijagnostike ili studija utjecaja na okoliš. U podruèjuobrane i sigurnosti, IRB je odigrao važnu ulogu tijekomdomovinskog rata. U novim uvjetima gdje æe RH biti

èlanica NATO pakta IRB je veæ ukljuèen u razvoj novihnaprednih tehnologija za borbu protiv terorizma a oèeku-

ju se i drugi tehnološki ugovori.

IRB je je veæ sad dio zajednièkogeuropskog istraživaèkog prostora.Institut se takmièio za niz projekata uEU Framework 6 programima i odonih projekata koji su dosad ocijenjeniu mnogima smo bili uspješni.Bilateralne kooperacije sa sliènimorganizacijama Norveške, Italije,Njemaèke, Slovenije, Austrije imnogih drugih zemalja stvaraju èvrsteveze i doprinose uspješnijem radu obapartnera. IRB suraðuje s velikimmeðunarodnim znanstvenim organi-zacijama kao što je CERN koji jepomenut na poèetku ili EuropeanMolecular Biology Organisation gdjeIRB ima položaj regionalnog centraizvrsnosti.

Naša vizija za buduænost je institutkoji æe na osnovi visoke razineizvrsnosti u znanostima fizike, kemije,biologije, biomedicine, okoliša i infor-matike radom u obrazovanju,tehnologiji i pružanjem usluga za sve

zainteresirane korisnike doprinašati razvoju RH u smjerudruštva baziranog na znanju.

Ravnatelj Instituta Ruðer Boškoviæ, dr. sc. Stjepan Marèelja

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 2

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBB

Akceleratori iona energija nekoliko MeV-a, danas se uz još uvi-jek aktualna i atraktivna istraživanja nuklearnih i atomskihprocesa sve više koriste i u interdisciplinarnim istraživanjima. Uposljednjih nekoliko godina 6 MV Tandem Van de Graaff akce-lerator Instituta se u više od 50% od prosjeèno1200 radnih sati

na godinu koristio za razne primjene metoda karakterizacijematerijala. Akcelerator koji ubrzava ione (od protona i He iona,do teških iona) i nuklearna mikroproba IRB-a koja služi zafokusiranje ionskog snopa na dimenzije oko 1 mikrometra,koriste nam kao svojevrsni nuklearni mikroskop za prouèava-nja svojstava novih i nepoznatih materijala i struktura na mikroi nano razinama.

Metode ERDA (Elastic Recoil Detection Analysis) i RBS(Rutherford Backscattering Spectrometry) se uz novapoboljšanja detekcijskih sustava, koriste najèešæe za mjerenjadubinskih profila koncentracija elemenata s nanometarskimrazluèivanjem u tankim površinskim slojevima ispitivanih uzo-raka. Mikro-PIXE (Particle Induced X-ray Emission) tehnikomodreðuju se pak femtogramske kolièine elemenata uraznovrsnim uzorcima mikroskopskih dimenzija. Kako jedovoljan i uzorak velièine nekoliko mikrometara, PIXE spe-ktroskopija se èesto primjenjuje za analizu mikropresjeka usvrhu prouèavanja porijekla ili kod restauracije raznih predmeta

nacionalne kulturne baštine. Nedestruktivnost same analize je, utom podruèju primjena, od velikog znaèaja.

Uz navedene analitièke metode, na IRB-u je meðu prvima nasvijetu razvijena i metoda IBIC (Ion Beam Induced Charge)

koja se koristi za prouèavanjeelektronièkih svojstava polu-vodièkih materijala.Kontroliranim unošenjemdefekata ionskim snopom ulokalizirana podruèja polu-vodièa, mogu se i modificiratielektronièka svojstava namikroskopskom nivou (koji setada on-line kontroliraju IBICmetodom), što se primjericemože iskoristiti u izradi pozi-ciono osjetljivih detektorazraèenja za neke specifiènenamjene. Zbog velikih pote-ncijala metoda modifikacijesvojstava materijala ionskomimplantacijom ili unošenjemdefekata ozraèavanjem, ovavrsta primjene akceleratorasve je zastupljenija i na IRB-u.

Uz hrvatske znanstvenike sIRB-a (prvenstveno zavodi zaeksperimentalnu fiziku, tefiziku i kemiju materijala) i

drugih institucija i sveuèilišta, u sklopu raznih vrsta meðunaro-dne suradnje akcelerator redovito koriste i znanstvenici INFN-aiz Italije (Catanija i Torino), te suradnici i stipendisti IAEA izBeèa.

PIŠE: MILKO JAKŠIÆ

tri3

AKCELERATORI – RAZBIJAÈI ATOMAAKCELERATORI – RAZBIJAÈI ATOMATandem Van de Graaff akceleratorTandem Van de Graaff akcelerator

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 3

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB

Cockroft–Walton akcelerator spada u baziènu nuklearnu opre-mu Instituta Ruðer Boškoviæ. Nabavljen je i pušten u pogon1970. godine. Radi se o linearnom elektrostatskom akcelera-toru, koji služi uglavnom za ubrzavanje lakih iona. Standardnoje moguæe dobiti ubrzane snopove H+, 2H+, 3He+, 4He+ ielektrona, intenziteta struje do 2 mA. Meðutim, postoji im o g u æ n o s tdobivanja ma-njih intenzitetastruja ubrzanihiona natrija,dušika i kisika.Iako se radi oakceleratoru,koji omoguæu-je dobivanjesnopova je-d n o s t r u k onabijenih èesti-ca energije dom a k s i m a l n o300 keV, to jeipak moæanureðaj zai s t r a ž i v a n j esvojstava nu-klearnih proce-sa kod vrloniskih energi-ja, kakvi se odvijaju u unutrašnjosti zvijezda. Drugi aspekt ovogureðaja je generiranje neutrona energije 14 MeV pomoæu nu-klearne reakcije fuzije deuterona i tritona 3H(2H,n)4He, odno-sno neutrona energije 2.6 MeV, pomoæu reakcije 2H(2H,n)3He.U takvoj funkciji akcelerator se obièno naziva “neutronski ge-nerator”.

Prvi 200 kV elektrostatski akcelerator u IRB-u,sagraðen je i pušten u pogon veæ davne 1957. godine, napori-ma domaæih fizièara i domaæe industrije. Taj je ureðaj imaosredišnje mjesto u razvoju eksperimentalne nuklearne fizike uIRB-u. Više od stotinu znanstvenih publikacija u svjetski pri-znatim znanstvenim èasopisima, nastalih na tom ureðaju, razlogsu što je IRB postao poznat u svijetu po takozvanoj zagrebaèkoj“školi” neutronske fizike. Vrlo istaknuto mjesto u svijetupostignuto je mjerenjem procesa rascjepa deuterona neutronom.Tada je iz karakteristiènog vrha u spektru protona proizvedenihrascjepom prvi puta opaženo meðudjelovanje dvaju neutrona ukonaènom stanju, efekt koji nije uspio opaziti laboratorij u LosAlamosu. Kasnije se analizom prvi put odreðuje parametar

meðudjelovanja dvaju neutrona, tzv. dužina raspršenja. Timuspjehom zapoèinje sistematski rad na istraživanju nuklearnihsustava s malim brojem nukleona, problema nuklearnih sila iproblema triju tijela. Takoðer se istražuju mehanizmi nuklearnihreakcija, kako dvoèestiènih, tako i reakcija s tri i èetiri èestice ukonaènom stanju, a istražuje se i nuklearna struktura sistema s

malim brojem nu-kleona. Posebno seistražuju nu-klearne reakcijeinducirane neu-tronima (n,d), (n,t)i (n,a). Istaknimoda je ranih šezde-setih iz IRB-aizlazilo èak 10%svjetskih nu-klearnih podatakadobivenih iz nu-klearnih reakcijaizazvanih brzimneutronima.

Na osnovispomenutih inte-nzivnih fundame-ntalnih istraživanjakoja su u prošlostiprovoðena napodruèju neu-

tronske fizike, sakupljeno je veliko iskustvo, koje je omoguæiloda se steèeno znanje efikasno primijeni u primijenjenimistraživanjima. Tako su, na primjer, provoðena i provode seistraživanja na podruèju dozimetrije ionizirajuæeg i neionizira-juæeg zraèenja, a raðena su i istraživanja utjecaja neutrona nažive organizme. Posljedne tri godine, uspješno se radi na razvo-ju metoda nedestruktivne elementalne analize pomoæu nu-klearnih metoda. Jedna od tih metoda je aktivaciona metoda sbrzim neutronima. Meðutim, posebna se pažnja posveæujerazvoju analitièkih metoda baziranih na detekciji gama zraèe-nja induciranog inelastiènim raspršenjem neutrona energije 14MeV-a na ispitivanim materijalima, korištenjem metodepridružene a èestice. Ta se istraživanja provode u sklopu pro-jekta Ministarstva znanosti, obrazovanja i športa RH, te uokviru meðunarodnih kolaboracija na razvoju fizikalnih metodadetekcije i lociranja skrivenih opasnih materijala kao što sueksplozivi, mine i ostale eksplozivne naprave, te fisioni materi-jali.

èetiri4

PIŠE: SAŠA BLAGUS

NUKLEARNI PROCESI U DOZIMETRIJI I NUKLEARNI PROCESI U DOZIMETRIJI I ELEMENTALNOJ ANALIZI 300 kV Cockroft-ELEMENTALNOJ ANALIZI 300 kV Cockroft-

Walton akcelerator IRB-aWalton akcelerator IRB-a

(neutronski generator)(neutronski generator)

S

n

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 4

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBBpet5

Tanki slojevi razlièitih materijala danas se koriste u nizu pri-mjena i mnoštvu proizvoda – kao zaštitne, tvrde, funkcionalneili dekorativne presvlake, aktivni elementi u integriranojmikroelektronici i optoelektronskoj tehnici, elektriènim,optièkim i termièkim ureðajima itd. Razvijen je veliki broj po-stupaka – kemijskih i fizikalnih - za proizvodnju materijala uobliku tankih filmova. Jedan od najèešæe korištenih je pripra-vljanje tankih filmova postupkom magnetronskog rasprašenja.

U magnetronima – ureða-jima u kojima se elek-trièni izboj u plinu odvijau ukrštenom elektriènomi magnetskom polju –ioni plina izbijaju pojedi-naène atome s površinekatode/mete u procesukoji se naziva rasprašenje(engl. sputtering).(slika 1.)Hvatanjem takvih

rasprašenih atoma na pri-kladno postavljenu po-

dlogu s vremenom (koje nije dugaèko) nastaje kontinuirani slojrasprašenog materijala – tanki film. Od prednosti pripravljanja tankih filmova magnetronskimrasprašenjem navešæemo samo dvije: a) postupak je termodi-namièki neravnotežan tako da se njime mogu proizvesti mater-ijali koji ne postoje u prirodi, i b) podloga na kojoj se film

formira je vrlo blizu sobne temperature, tako da se naziva i“hladna depozicija”.

U Laboratoriju za tanke filmove Zavoda za fiziku materijalanedavno je instaliran novi ureðaj za pripravljanje tankih filmo-va magnetronskim rasprašenjem – CMS-18 (CombinatorialMaterials Science) tvrtke Kurt J. Lesker (sl. 2)

Miješanjem snopova atoma rasprašenih iz razlièitih meta (meta-la, poluvodièa, izolatora) pripravljaju se slitine (kristalne iliamorfne) i nanofazne smjese, sekvencijalnom depozicijom iznekoliko magnetronskih izvora grade se slojevite strukture, adodavanjem reaktivnih plinova radi se kemijska sinteza novihmaterijala izravno na površini filma. Moguænosti kombinacija ipripravljanja novih materijala je vrlo velika

Tlak radnog plina, udaljenost magnetron-podloga, temperatu-ra i elektrièna polarizacija podloge omoguæavaju kontroluosobina pripravljenih filmova. Primjer utjecaja samo jednog odnekoliko parametara depozicije vidi se na slici 4.

Tanki filmovivolframa (oko200 nm) deponi-rani pri razlièi-tom tlaku radnogplina argonaimaju vrlorazlièitu kvalite-

tu površine. Slikesu dobivene nanovom AFM ure-

ðaju (P. Dubek) u Zavodu za istraživanje mora i okoliša, a hra-pavost površine filma je važan parametar u izgradnji komple-ksnih tankoslojnih struktura.

ATOM PO ATOM – TANKI FILMATOM PO ATOM – TANKI FILM

PIŠE: NIKOLA RADIÆ

Slika 1: Elementarni akt rasprašenja - upadnaèestica izbija iz mete pojedinaène atome ilinakupine atoma.

Slika 2: Ureðaj CMS-18 za u Laboratoriju za tanke filmove Zavodaza fiziku materijala.

Slika 3: Pogled na èetiri magnetronska izvora na dnu komore ureða-ja CMS-18.

Slika 4: Hrapavost površine - važan parametarkvalitete tankih filmova.

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 5

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB šest6

Smanjenjem dimenzije èestica na atomarnu skaludolazi do znaèajnih promjena u njihovim elektronskim,optièkim, magnetskim i termodinamièkim svojstvima. Ovanova jedinstvena svojstva nanoèestica ili tzv. «kvantnih toèaka»potaknula su razvoj novih tehnika za sintezu nanoèestica kao štosu rast iz otopine, kondenzacija iz plinske faze, laserska ablaci-ja i epitaksijalni rast molekulskim snopovima. Od poèetkadevedesetih godina prošlog stoljeæa, kada poèinju ciljanaistraživanja nanoèestica, relativno veliki broj otkriæa se vrlobrzo komercijalizira i to èesto od strane samih autora koji ihneposredno prije primjene patentiraju.

Usporedo s razvojem novih tehnika za sintezunanoèestica, razvijaju se i nove tehnike za karakterizaciju kao ikomercijalna primjena tih tehnika. Na taj naèin u svijetu nasta-ju mnoge tvrtke koje proizvode i prodaju razlièite vrstenanoèestica poput CdS, Si, TiO2, Fe2O3, itd. Nanoèestice sekoriste u medicini kao markeri u metodama za ranije otkrivanjei lijeèenje raka te drugih bolesti, u farmaceutskoj industriji zarazvoj novih lijekova, u kozmetièkoj industriji za nove losione,u poluvodièkoj industriji za nove i snažnije memorije, u teleko-munikacijama za nove poluvodièke lasere, itd. Politièari veli-kih zemalja poput SAD-a, Japana i Europske Unije vrlo brzo sushvatili važnost ovog novog multidisciplinarnog podruèjaistraživanja te kroz svoju sve veæu financijsku podršku veæubiru prve plodove u obliku novih proizvoda, novih tvrtki inovo-zaposlenih djelatnika. Za naredni period predviða se brzirast tržišta s ciljanim nanotehnološkim proizvodima sa 80 mili-jardi US dolara u 2005. godini na 190 milijardi US dolara u2010. godini.

U Laboratoriju za molekusku fiziku, istraživanja novihsvojstava nanoèestica poèela su sredinom devedesetih godinaprošlog stoljeæa. Sadašnja istraživanja financira Ministarstvoznanosti i obrazovanja u okviru projekta «Fizika i primjenananostruktura» i tehnološkog projekta «Usvajanje i razvojLPCVD procesa». Od trenutnih istraživanja ovdje, zbognedostatka prostora, istièemo samo ona koja se odnose nananoèestièni silicij.

Silicij kao poluvodiè s indirektnim optièkom procje-pom je slab svjetlosni emiter, te je stoga smatran nepovoljnimza primjenu u optoelektronici. Nedavnim otkriæem efekta svi-jetlosnog pojaèanja na silicijskim nano-kristalima ugraðenim ukvarcno staklo, ovaj materijal ponovo privlaèi pažnju zbogmoguæe izrade silicijevog lasera koji bi mogao biti od velikevažnosti u optoelektronici. Nanokristale silicija moguæe jedobiti ionskom implantacijom i depozicijskim tehnikama. Slika1 prikazuje jedinstveni sluèaj dobivanja nanokristala silicija umatrici silicija implatacijom helijevih iona. Kod implantacijesilicijevih iona u kvarcnu podlogu, te odgrijavanja na tempera-

turama od 1000 oC, formiraju se nanokristali silicija. Unedavno objavljenom radu pokazali smo da u ovom sistemupostoji efekt pojaèanja svijetlosne emisije koji bi mogao voditika izradi silicijevog lasera.

Pored istraživanja koja bi trebala voditi k izradi slici-jevog lasera, nanoèestièni silicij pokazuje izvanredna svojstva ikod izrade nove vrste grijaèa s naprednim svojstvima. Ovaj dioistraživaèko-razvojnog procesa radi se u suradnji s Fakultetomza elektroniku i raèunarstvo i tvrtkom CEI Mikroelektronikakoja je nasljednik odjela Mikroelektronike nekadašnje tvorniceRIZ (Radio industrija Zagreb). Grijaèi se rade kemijskomdepozicijom iz pare. Zbog velike kolièine topline uzrokovaneprolaskom elektrona kroz granicu zrna nanokristala silicijadolazi do snažnog generiranja topline. Temeljem ovoga efektaprvi prototipovi ovih grijaèa pokazali su emisiju topline od 200W po kvadratnom centimetru, što je ekvivalentno emisiji nu-klearnog reaktora. Napravljena je i prva pegla koja je umjestoklasiènog velikog grijaèa imala ovakav tanki polisilicijski grijaès površinom od nekoliko kvadratnih centimetara. Ova pegla jeprivukla znatan interes na meðunarodnim konferencijama naosnovu èega smatramo da æe nastavak ovih istraživanja dovestido komercijalnog proizvoda temeljenog na polisilicijskom gri-jaèu.

Na kraju željeli bi istaknuti vrlo uspješne suradnje sgrupom dr. S. Musiæa iz Zavoda za kemiju materijala koja veædugi niz godina naroèito uspješno radi na razvoju i primjeninovih nanoèestiènih oksida. Isto tako uspješna suradnja jeostvarena i s grupom dr. U. Desnice na istraživanju nanokrista-la dobivenih ionskom implantacijom. Odvija se suradnja i sgrupom prof. A. M. Tonejc na visokorezolucijskoj mikroskopi-ji nanoèestica. Laboratorij ima i vrlo razgranatu meðunarodnusuradnju s Prof. Schlöglom sa Fritz Haber Instituta u Berlinu narazvoju novih katalizatora, s Prof. W. Kiefer sa Sveuèilišta uWuerzburgu, na istraživanjima strukturnih i optièkih svojstavapoluvodièkih nanokristala, i profesorima M. Montagana, M.Ferari, G. Mariotto, L. Pavesi sa Sveuèilišta u Trentu, Italija, narazvoju novih optièkih pojaèala i njihovoj primjeni u optoele-ktronici.

PIŠU: MILE IVANDA I KREŠIMIR FURIÆ

OBEÆANA ZEMLJA NANOSTRUKTURNIHOBEÆANA ZEMLJA NANOSTRUKTURNIHMATERIJALAMATERIJALA

Implantacijom helijevih iona u silicij nastaju kompleksi silicijevihvakancija i helija gdje se vakancije zbog naprezanja rešetke koncentri-raju na vanjskoj strani anglomerata. Na ovaj naèin formiraju se silici-jeve nanoèestice koje su slabo vezane za okolnu matricu. Ramanovomspektroskopijom moguæe je odrediti dimenzije i pratiti njihovu struktur-nu promjenu kod odgrijavanja.

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 6

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBBsedam7

ESR (Elektronska Spinska Rezonancija) je spektroskopskatehnika kojom se detektiraju paramagnetske èestice (èesticekoje posjeduju nespareni elektron).Velika osjetljivost ESR spektroskopije zasnovana je na

detekciji nesparenog spina elektrona, odnosno vrlo malih

koncentracija paramagnetskih èestica u nekom materijalu

(znatno manjih od 1: 1 000 000), što nije èest sluèaj kod

ostalih spektroskopija.

Buduæi da iznenaðujuæe velik broj materijala posjeduje ne-sparene elektrone, na primjer u obliku raznih defekata u stru-kturi na molekulskoj i atomskoj razini, ESR se koristi zamjerenja u fizici, kemiji, biologiji, medicini te u interdiscipli-narnim podruèjima.Ovom prilikom bit æe izdvojeno nekoliko primjera primjeneESR spektroskopije. Pobliže æe biti objašnjena primjena ESRspektroskopije na primjerima izuèavanja magnetskih polja uokolini jednomolekularnih magneta. Predviða se da æe specija-lni materijali saèinjeni od niza molekula, od kojih svakamolekula posjeduje i osobine magneta, biti upotrebljavani uraèunalnoj tehnologiji novih generacija raèunala (kvantna raèu-nala) i kao materijali koji mogu pohraniti veliku kolièinu me-morije. Molekularni magneti takoðer æe imati veliku ulogu i kaokontrastna sredstva u oslikavanju magnetskom rezonancijomkoja se koristi u medicini kao moderna dijagnostièka metoda.

Kao primjer izuèavanju biomedicinskih pojava razmotrit æe sepojava ateroskleroze u kojoj znaèajnu ulogu igraju lipopro-teinske èestice. Na te èestice izolirane iz ljudske krvi ugraðujuse reporterske paramagnetske molekule a koje se mogu detekti-rati ESR spektroskopijom dajuæi nam uvid u specifièna struktu-ralna i dinamièka svojstva tih èestica. Sliène reporterskemolekule mogu se ugraditi i u liposomske èestice. Te èestice sugraðenim biomolekulama koriste se za prijenos farmakološkiaktivnih tvari kroz krv do ciljanih stanica. Na taj je naèin ESR

spektroskopija je i jedna od metoda za studij fizikalno-kemijskeprirode meðudjelovanja farmakološki znaèajnih biomolekula.

Važna primjena ESR spektroskopije je i u mjerenju doze io-nizirajuæeg zraèenja, te kontrole hrane konzervirane ionizira-juæim zraèenjem. Poznato je da je konzerviranje hrane ionizira-juæim zraèenjem vrlo efikasno ako se provodi u skladu spropisanim preporukama specijaliziranih meðunarodnih agenci-ja. EPR spektroskopijom se u velikoj veæini sluèajeva možeprecizno provjeriti je li uzorak koji se nalazi na tržištu ozraèenu skladu s takvim preporukama.

PIŠE: BORIS RAKVIN

ELEKTRONSKA SPINSKA REZONANCIJA: OD ELEKTRONSKA SPINSKA REZONANCIJA: OD JEDNOMOLEKULARNIH MAGNETA DOJEDNOMOLEKULARNIH MAGNETA DO

ATEROSKLEROZEATEROSKLEROZE

Slika 1: ESR spektri

Slika 2: Molekula-magnet

Slika 3: Lipoproteinska èestica

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 7

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB osam8

Poèeci atmosferske kemije kao znanstvene disciplinedatiraju još iz 18. stoljeæa kada je osnovni zadatak bio utvrði-vanje glavnih kemijskih sastojaka atmosfere; dušika, kisika,vode, ugljiènog dioksida i plemenitih plinova. Krajem 19. ipoèetkom 20. stoljeæa pažnju su privukli takozvani mikrosasto-jci, tvari prisutne u atmosferi u kolièinama manjim od 1 dijelana milijune dijelova zraka. Danas znamo da atmosfera sadrži natisuæe tih mikrosastojaka, neki èak i u kolièinama manjim od 1dijela na trilijune dijelova zraka. Uloga tih plinovanepropocionalna je njihovoj kolièini u zraku; oni su odgovorniza razne pojave, od fotokemijskog smoga, preko kiselih kiša irazaranja stratosferskog ozona do promijene klime na našojplaneti.

Štoviše, sastav se atmosfere u posljednjim desetljeæi-ma naglo mijenjao i nastavlja se mijenjati - utjecaj èovjeka naprirodnu ravnoteže nakon industrijske revolucije naglo je pora-stao, a u drugoj se polovici 20. stoljeæa shvatilo da èovjek ima iutjecaj na atmosferu u globalnim razmjerima. Analize mje-

huriæa zraka sadržanih u santama leda otkrivaju znaèajan porastudjela staklenièkih plinova u zraku; od kojih su najznaèajnijiugljièni dioksid (CO2), matan (CH4) i

dušik(I)-oksid (N2O). Klimatski modeli

predviðaju da æe to poveæanje uzroko-vati porast globalne temperature itopljenje polarnog leda. Podizanje razinemora, zagrijavanje mora i otpuštanjeotopljenog ugljiènog dioksida dalje pri-

donose zagrijavanju planeta. Ali nisu se poveæale samo kolièinestaklenièkih plinova nago i drugih plinova koji nastaju kaoposljedica èovjekovih djelatnosti.

Kemijske reakcije koje se odvijaju u atmosferi zbivajuse u vrlo složenim dinamièkim uvjetima, a rezultati tog spojafizike i kemije èesto iznenaðuju: jedinstvena kombinacijadinamièkih sila iznad Antartike zimi, stvaranje polarnog vrtlogai stratosferskih polarnih oblaka, sve to dovodi do uvjeta pogo-dnih za reakcije kloriranih ugljikovodika (u prvom redu kloro-fluorougljika) i ozona, pa smo nažalost, svakog antartièkogproljeæa svjedoci nastajanja ozonske rupe iznad Antartièkogkontinenta (slika 1.). Istodobno, ozon je najvažniji i naj-paradoksalniji mikrosastojak zemljine atmosfere. Stratosferskiozon nas štiti od štetnog UV zraèenja, dok troposferski ozonuzrokuje štetan utjecaj na ljudsko zdravlje i biljke kad je prisu-tan u koncentracijama iznad prirodnih. Taj troposferski ozon,koji nastaje u prizemnom sloju atmosfere kao produkt ufotokemijskim reakcijama koje ukljuèuju reakcije izmeðuugljikovodika i dušiènih oksida, jedan je od glavnih sastojakafotokemijskog smoga.

Uslijed emisije ogromnih kolièina razlièitih tvari uatmosferu na velikim podruèjima, kao što su urbane sredine imegalopolisi s koncentriranom industrijom i velikom gustoæomprometa (slika 2.), dolazi do niza kemijskih i fotokemijskihreakcija u zraku koji tako mijenja svoj sastav i uzrokuje štetneefekte èesto vrlo daleko (1000 km) od izvora primarnih zagaði-vala. Takve probleme ne može više riješiti jedna zemlja jer suizvori problema udaljeni preko nekoliko granica pa su potrebnasaznanja o jakosti i rasprostranjenosti izvora, kretanju zraènihmasa, kemijskim reakcijama u zraku i depoziciji. Ovdje suukljuèena i istraživanja na IRB-u s obzirom na fotokemijskooneèišæenje u prizemnom sloju atmosfere. Istraživanja ukljuèu-ju terenska mjerenja na podruèju Hrvatske, prouèavanje svo-jstava mikrosastojaka zraka i njihove reaktivnosti.

KAKAV ZRAK DIŠEMO?KAKAV ZRAK DIŠEMO?

PIŠE: GLENDA ŠORGO

Slika 2. Neki izvori oneèišæenja zraka.

Slika 1. Razvoj oznske rupe iznad Antartike u listopadu 1970., 1971.,1972., 1979., 1992., 1993., 1994. i 1996. godine.

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 8

GGllaassiilloo IIRRBB devet9

U stanicama svih živih organizama, kao sastavni dio kromoso-ma , nalaze se nukleinske kiseline – makromolekule u kojima supohranjene genetske poruke. Veæ više od stotinu godina pozna-to je da je deoksiribonukleinska kiselina (DNA) važna kompo-nenta staniène jezgre, no stvarna revolucija u kemiji, biologiji imedicini nastupila je prije 50 godina, nakon što je otkrivenastruktura DNA – dvostruka uzvojnica. Biološka uloga i kljuè zaprenošenje genetskih svojstava sadržani su upravo u strukturiDNA.

Zbog toga je otkriæe strukture DNA bilo važna polazna toèkaprema rasvjetljavanju životnih procesa, ali i putokaz organskimkemièarima prema sintezi novih spojeva koji stupaju u intera-kciju s nukleinskim kiselinama. Molekulsko prepoznavanjenukleinskih kiselina, podruèje na granici izmeðu kemije,molekularne biologije i medicine, intenzivno se istražuje zbograzvoja molekulskih oznaèivaèa, umjetnih nukleaza, tj. moleku-la koje imaju moguænost “rezanja” nukleinskih kiselina natoèno odreðenom mjestu, te konaèno novih lijekova, koji mogu“napasti” tumorsku stanicu ili virus.

Istraživanje ovog zanimljivog podruèja koje je atraktivno i zafarmaceutsku industriju od kemièara zahtijeva znanje, ali imaštu i intuiciju: znanje o strukturi i svojstvima nukleinskih

kiselina, predviðanje o naèinu vezanja male molekule na nu-kleinsku kiselinu, te konaèno sintetsko umijeæe za pripravunovog spoja.

Raèunalo je za kemièara danas korisno i moæno sredstvo kojeotvara virtualni prozor u svijet molekula. Sprega raèuna ieksperimenta omoguæava dobivanje impresivnih slika kojeolakšavaju vizualizaciju i razumijevanje svijeta na molekulskojrazini, a kemièarima mogu dati korisne smjernice za sintezunovih spojeva.

GGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: LIDIJA TUMIR

U SVIJETU MOLEKULA: OD REALNOG PREMAU SVIJETU MOLEKULA: OD REALNOG PREMAVIRTUALNOM I NATRAGVIRTUALNOM I NATRAG

Slika 1. Kompjutorski optimizirana struktura kompleksa ds-poliA+ tetramera i konjugata fenantridinij-adenin

Slika 2. Molekule aminodiazapirenija u tumorskim stanicama (sniml-jeno pomoæu fluorescencijskog mikroskopa)

irb_od.qxd 7.5.2004 17:55 Page 9

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBBdeset10

Alkemièari su u svojim laboratorijima tragali zakamenom mudraca, èudesnom tvari koja bi omoguæila pre-tvaranje obiènih metala u zlato. Danas u sintetskim organskimlaboratorijima pripravljamo uèinkovite lijekove.

Jedna od važnijih djelatnosti Zavoda za organskukemiju i biokemiju je priprava novih organskih spojeva iistraživanje njihovih svojstava. Organska je sinteza nužan inazamjeniv korak kako u pronalasku i pripravi novih materijala,lijekova i drugih proizvoda velike komercijalne vrijednosti,tako i u pripravi modelnih spojeva za fundamentalna istraživa-nja. U našim se istraživanjima služimo èitavim nizom suvre-menih ureðaja i metoda: nuklearnom magnetskom rezonan-cijom (NMR), UV-spektroskopijom, rendgenskom strukturnomanalizom, elektronskom mikroskopijom, molekulskim modeli-ranjem, paralelnom sintezom u mikrovalnom reaktoru itd. Tenam metode i pripadni ureðaji omoguæuju da održavamo iunapreðujemo postojeæu visoku razinu istraživanja, te dauspješno održavamo korak sa sliènim meðunarodnim instituci-jama s kojima dobro i intenzivno suraðujemo.

Slika prikazuje teksturu tekuæih kristala spoja pripravljenog uZavodu za organsku kemiju i biokemiju snimljenu suvremenimpolarizacijskim mikroskopom. Tekuæi kristali primjenjuju seizmeðu ostaloga u proizvodnji LCD-zaslona i fotovodljivihmaterijala.

Neupuæeni èovjek èesto nema predodžbu o tomekoliko velik broj kemijskih spojeva treba sintetizirati i istražitida bi se tek jedan od njih pokazao korisnim za primjenu. Tomejoš valja dodati da i priprava svakoga od tih spojeva možeponekad biti dugotrajna i mukotrpna. Iako nam u našem poslunezamjenjivu pomoæ pružaju najsuvremeni ureðaji, u kemijskojje sintezi èesto potrebno i zrnce intuicije koje se stjeèe tek više-godišnjim radom. U tom je smislu kemija ne samo znanost,nego i umjetnost, a kemijska je intuicija ono nešto što je udrevnom razdoblju alkemije, kada nije bilo današnjih ureðaja imetoda, bilo jedini putokaz tadašnjim (al)kemièarima.

U sklopu prezentacije prikazat æemo nekoliko metodai postupaka kojima se služimo u pripravi i ispitivanju svojstavaorganskih spojeva.

PIŠE: TOMISLAV PORTADA

OD ALKEMIJE DO LIJEKOVAOD ALKEMIJE DO LIJEKOVA

impressum:

Znanstveno glasilo Instituta "Ruðer Boškoviæ"

Bijenièka c. 54, 10 002 Zagrebtel: +385 (0)1 4561 111,

fax: 4560 084e-mail: rudjer@rudjer.irb.hr

URL: http://www.irb.hr

Glavni urednik: Mislav JurinTehnièki urednik: Karolj Skala

Uredništvo: Dunja Èukman

Koraljka Gall-TrošeljKata Majerski

Mladen MartinisIva Melinšèak-Zlodi

Tvrtko Smital Jadranka Stojanovski

Digitalna obrada i izvedba:Institut Ruðer Boškoviæ

Grafièki fakultet u Zagrebu

ISSN 1333-5693UDK 061.6:5

Tisak: Kratis d.o.o.Izlazi mjeseèno u nakladi od 600 primjeraka uz financijsku potporu

Instituta Ruðer Boškoviæ

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 10

Kalcijev karbonat je slabo topljiva sol ugljiène kiseline.Najèešæe se pojavljuje u obliku nekog od tri polimorfa: kalcit,koji je stabilan pri uvjetima koji vladaju na površini Zemlje tearagonit i vaterit. Osim polimorfa, kalcijevi karbonati tvore ihidratne soli, kalcijev karbonat monohidrat, heksahidrat iamorfni kalcijev karbonat. Kalcijevi karbonati su najraspro-stranjeniji i najuobièajeniji nesilikatni minerali te se procijenju-je, da èine približno 4% ukupne mase Zemljine kore (vapnenac,lapor, kreda, sedra, dolomit...). O njihovoj širokoj zastupljeno-sti govori i podatak, da morski sedimenti sa sadržajem kalcije-va karbonata veæim od 30 %, pokrivaju preko jedne èetvrtineZemljine površine. Ti su sedimenti biogenog podrijetla, nastalitaloženjem kalcitnih ili aragonitnih ljuštura uginulih morskihorganizama, foraminifera, pri èemu njihov veæi dio (75 – 95 %)biva naknadno otopljen. Procesi taloženja (kristalizacije) i ota-panja kalcijeva karbonata su glavni puferirajuæi mehanizmi umorskoj vodi, a ti su procesi izuzetno važni i u regulacijikruženja ugljiènog dioksida, CO2, plina odgovornog za efekt

staklenika, odnosno globalnog zagrijavanja.Izuèavanje kalcijevih karbonata je važno i zbog njihove

tehnièke primjene u pripravi proizvoda koji nas okružuju i koji-ma se svakodnevno služimo (punila u plastici, hrani, lijekovi-ma, papiru...). Svojstva takvih kompozitnih materijala iproizvoda izrazito ovise o fizièko-kemijskim svojstvima punila(mineraloški sastav, velièina i oblik kristala, udio i vrsta aditi-va), na koja je moguæe utjecati pažljivo kontroliranim uvjetimapriprave. Kao ilustracija zahtjevnosti i nužne sustavnosti u

istraživanjima uvjeta priprave dobro definiranog kalcita, najza-stupljenije i industrijski najèešæe korištene modifikacije kalcije-va karbonata, može poslužiti èinjenica, da kalcit kristalizira upreko 600 razlièitih kristalnih oblika. Za razliku od kalcita,veæina drugih, s kalcitom izostrukturalnih karbonatnih soli,kristalizira u 10 do 15 kristalnih oblika. U Laboratoriju za procese taloženja razraðen je niz postupakadobivanja kalcijeva karbonata najrazlièitijih fizikalnih i kemi-jskih svojstava. Pojedini se polimorf, ili hidratni oblik, pripra-vlja miješanjem otopina koje sadrže karbonatne i kalcijeve ione;vrlo se èesto koriste ugljièna kiselina i kalcijev hidroksid (vodavapnenica). U jednom takvom postupku kontroliraju se kakotermodinamièki (temperatura, koncentracije reaktanata i aditi-va, pH, ionska jakost otopina, suspendirane neèistoæe...) tako ihidrodinamièki èimbenici (naèin, redoslijed i brzina miješanjaotopina, oblik reakcijske posude...). U radu se koriste najsuvre-menije analitièke instrumentalne metode kojima se prati tijekprocesa, sastav otopine te sastav i svojstva stvorene èvrste faze.Od fizikalnih su svojstava, svakako, najvažnija raspodjelavelièine i broja kristala te specifièna površina taloga. Metode,koje se rutinski koriste u radu su: potenciometrija, kondu-

ktometrija, ultravioletna/vidljiva spektroskopija, infracrvenaspektroskopija, elektronska spinska rezonancijska spe-ktroskopija, rentgenska difrakcija te optièka i elektronskamikroskopija.

PIŠE: DAMIR KRALJ

KRISTALOVA DRUŽINA – NASTAJANJE I KRISTALOVA DRUŽINA – NASTAJANJE I PREPOZNAVANJEPREPOZNAVANJE

Kako nastaju kraške planine?Kako nastaju kraške planine?

Nastajanje kalcijeva karbonataNastajanje kalcijeva karbonata

taložnim procesimataložnim procesima

Ralièiti oblici kalcijeva karbonata (kalcita) pripravljenog iz otopine ugljiène kiseline i kalcijeva hidroksida (vode vapnenice) Izgled i specifièna

površina taloga mijenjani su dodatkom razlièitih kolièina sulfatnog iona (SO42-) u sustav tijekom procesa taloženja (kristalizacije).

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBBjedanaest11

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 11

Zeoliti su kristalni alumosilikati dobro definirane strukture, ukojima su Si(Al) atomi povezani preko kisikovih atoma tako datvore trodimenzionalne strukture s kanalima i šupljinama.Velièina i oblik kanala su jedinstveni za svaki tip zeolita.Poznato je preko 300 zeolita od kojih samo 50tak postoji kaominerali u prirodi. Razlièiti tipovi zeolita mogu se sintetiziratipreciznim podešavanjem fizièko-kemijskih uvjeta sinteze:kemijskog sastava reaktivne smjese, sa ili bez dodataka templa-ta, podešavanjem pH i temperature reakcije. Zeoliti se naširoko upotrebljavaju kao: kationski izmjenjivaèi(omekšavanje vode u deterdžentima umjesto polifosfata, fi-ksacija radioaktivnih kationa, uklanjanje razlièitih kationa izotpadnih i pitkih voda), adsorbensi (sušenje, uklanjanje ota-pala), katalizatori (hidrokreking nafte tj. dobivanje benzina,brojne reakcije u organskoj kemiji, izomerizacija), molekulskasita (razdvajan-je sliènihmolekula naosnovi razlikeu velièini) i umedicini (kaonosaè i stabi-lizator aktivnekomponente).Za demo-nstraciju si-nteze, odabranje zeolit A, prviumjetni zeolitbez prirodnoganaloga - vrloznaèajan uindust r i j skojp r i m j e n i .Demonstriratæe se jedan odjednostavnihpostupaka nje-gove sintezehidrotermalnom transformacijom iz pripravljenog gela.Hematit, a-Fe2O3 je najrašireniji i najstabilniji željezov oksid te

jedna od najzastupljenijih željezovih ruda u prirodi. U labora-torijskim uvjetima hematit se može pripraviti razlièitim meto-dama kemijske sinteze. Kontrolom uvjeta sinteze pripravljaju seèestice hematita razlièitih oblika i velièine. Oblik i velièinakristala hematita odreðuju njegova fizikalna svojstva, a time i

komercijalnu npr. kao pigmenata, senzora ili katalizatora. Željezovi oksidi imaju znaèajnu tehnološku primjenu.Tradicionalno se upotrebljavaju kao pigmenti, pokrivaju širokiraspon boja od žute do crne. Željezovi oksidi kao pigmentiotporni su na kiseline i lužine te visoke temperature. Osim uproizvodnji boja koriste se u gumarskoj i graðevinskoj industri-ji, te industriji papira. Buduæi da su željezovi oksidi netoksiènikao pigmenti koriste se i u prehrambenoj, kozmetièkoj i farma-ceutskoj industriji. Željezovi oksidi i hidroksidi služe kao poèetni materijali upripravi ferita, a najznaèajniji je hematit. Željezovi oksidinanometarskih èestica (maghemit i magnetit) u obliku feroflui-da (tekuæih magneta) koriste se u razlièitim ureðajima, npr. zahermetièko zatvaranje, zglobovi u robotici, itd. Služe takoðer ikao senzori plina, vlage i dima (CO, CO2, C2H5OH, itd.).

Posebno jez n a è a j n ap r i m j e n až e l j e z o v i hoksida um e d i c i n i( l i j e è e n j et u m o r a ,NMR dija-gnostika), azbog velikes p e c i f i è n ep o v r š i n ekoriste sekao adsor-bensi anor-ganskih iona( p r o è i š æ a -vanje otpad-nih voda idekontami-nacija nisko-r a d i o a -ktivnog otpa-

da). Èestice hematita pripravit æe se taloženjem hidroksidnoggela i njegovom termièkom obradom. Za identifikacijuodreðenih strukturnih elemenata (karakteristiènih vibracijskihvrpci) zeolita A i hematita koristit æe se Fourier-tranform infra-crvena spektroskopija (FTIR).

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: JOSIP BRONIÆ

POVRATAK KRISTALA – RAST I SVOJSTVAPOVRATAK KRISTALA – RAST I SVOJSTVAStvaranje šupljikavih kristala (sintezaStvaranje šupljikavih kristala (sinteza

zeolita A ili hematita) i njihovozeolita A ili hematita) i njihovo

promatranje infracrvenom promatranje infracrvenom

spektroskopijomspektroskopijom

dvanaest12

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 12

Fotosinteza je temeljni autotrofni biokemijski proces kojiomoguæava život na Zemlji. Biljni su organizmi jedini sposo-bni katalizirati procese fotosintetske pretvorbe svjetlosneenergije u biokemijsku, trošeæi ugljièni dioksid iz atmosfere ivodu iz tla, te istodobno oslobaðajuæi molekularni kisik uZemljinu atmosferu. Pradavni primitivni fotosintetski organi-zmi stvorili su atmosferu bogatu kisikom, a današnje cijanoba-kterije i više biljke održavaju važnu ravnotežu ugljiènog dioksi-da i kisika uz proizvodnju hrane i energije za veæinu heterotro-fa na Zemlji.Više biljke provode procese fotosinteze u specijaliziranimstaniènim organelima – kloroplastima. Kloroplasti su nastalievolucijom biljne eukariotske stanice, endosimbiozom prokari-otskih fotosintetskih bakterija. U kloroplastima se molekularniprocesi fotosinteze odvijaju na specijaliziranom sustavu bio-membrana – tilakoidima. Više od 70 proteina ukljuèenih unekoliko makromoleku-larnih membranskihkompleksa (fotosusta-va) sudjeluje urazlièitim koracima pri-jenosa i pretvorbeenergije. Iako danasznamo i razumijemoveæinu osnovnihbiokemijskih korakafotosinteze, naše jerazumijevanje meha-nizama regulacije i ko-ntrole ovih procesa jošvrlo oskudno.

Stanice i kloroplasti ustanju su dugoroèno ikratkoroèno regulirati(modulirati) fotosinte-tsku pretvorbu energije.Dugoroèna regulacijaukljuèuje kontroliraneprocese sinteze i ra-zgradnje proteina poje-dinih fotosustava.Kolièina i biokemijskisastav fotosustava moguse mijenjati s obzirom na intenzitet dostupne svjetlosne energi-je. Kratkoroèni procesi regulacije kljuèni su za gotovo trenutnupreraspodjelu energije izmeðu fotosustava te za brzu regulacijuekspresije gena ukljuèenih u fotosintezu. Ovi procesi ukljuèuju

mehanizme proteinske fosforilacije i defosforilacije, redokskontrole i prijenosa signala. Mehanizmi kratkoroène regulacijefotosinteze glavna su tema istraživanja našeg laboratorija.U našem radu koristimo se metodama molekularne biologije,biokemije i funkcionalne genomike kako bi karakteriziralidosad nepoznate i u stanici u malom broju zastupljene regula-torne proteine kloroplasta. Kao model organizam koristimobiljku Arabidopsis thaliana èiji je genom nedavno u potpunostisekvencioniran. Osim razumijevanja biokemijskih principadjelovanja ovih regulatornih komponenata, cilj nam je razvitigenetièki modificirane biljke kod kojih su geni koji kodiraju ovepolipeptide utišani (potpuno inaktivirani) ili pojaèani i konsti-tutivno aktivni. Klonirane gene heterologno eksprimiramo ubakterijskim stanicama, a dobivene rekombinantne proteinebiokemijski analiziramo i koristimo za proizvodnju imuno seru-ma. Proteinske interakcije i sublokalizaciju pratimo biokemi-

jskim tehnikamai metodama ko-n f o k a l n emik roskop i j e .Metodama inser-cijske genskeinaktivacije itehnikama anti-sense utišavanjastvaramo trans-geniène biljneorganizme èijap r o m i j e n j e n af o t o s i n t e t s k asvojstva možemomjeriti, a moguæefenotipske pro-mjene pratitie l e k t r o n s k o mmikroskopijomna razini ultra-strukture. G e n e t i è k i mmanipulacijamafo tos in te t sk ihregulatornih pro-teina, u konaèni-

ci želimoproizvesti biljne

organizme kod kojih je efikasnost fotosintetske pretvorbeenergije poveæana. Ovakve bi biljke mogle asimilirati višeugljiènog dioksida iz atmosfere te time pridonijeti smanjenjuefekta staklenika.

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: HRVOJE FULGOZI

GENETIÈKIM MODIFIKACIJAMA PROTIV GENETIÈKIM MODIFIKACIJAMA PROTIV

EFEKTA STAKLENIKAEFEKTA STAKLENIKA

Epifluorescencijska mikrografija kloroplasta biljne stanice. DNA molekule su sjajno plave.

trinaest13

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 13

Projekt humanog genoma rezultirao je velikim brojemnovih spoznaja o našoj DNA. Usporedno s odvijanjem projektarazvijali su se, i još se razvijaju, novi pristupi i metode uistraživanju kojima je omoguæeno dobivanje velikog brojapodataka o našim genima u vrlo kratkom vremenskom periodu.Jedna od metoda brzog odreðivanja takvih promjena, odnosnoaktivnosti naših gena, povezana je s otkriæem DNA-èipa.

Radi se o nosaèu na kojem se nalazi velik brojoligonukleotida koji su komplementarni toèno odreðenim slje-dovima molekule DNA poznatih gena - kako èovjeka, tako inekih drugih organizama. Metoda vezanja oligonukleotidapatentirana je u amerièkoj tvrtki Affymetrix prije deset godina idanas je upravo Affymetrix vodeæi proizvoðaè i inovator uovom podruèju (iako, naravno, konkurencija na tržištu postoji).

Iako postoje mikroèipovi razlièitih namjena (od profi-liranja polimorfizama, pa do odreðivanja (poznatih!) mutacija ugenima koji su povezan s nastankom nekih bolesti), na “punk-tu” broj 12 bit æe prikazano odreðivanje aktivnosti svih poznatih

gena èovjeka u toèno odreðenom trenutku (microarray).Kompletom èipova pod nazivom U133 A i U133 B

omoguæena je analiza vrlo velikog broja transkripata, odnosno,odreðivanje aktivnosti približno 16 000 gena u jednom pokusu.Analizi na èipu prethodi priprema uzorka koja se sastoji odizdvajanje RNA (ukupne ili glasnièke), njezinog prepisivanja ucDNA, potom ponovnog prepisivanja u cRNA (tijekom ovogpostupka molekula cRNA obilježava se biotinom), fragmenti-ranja i nanošenja na èip. Hibridizacija se, ovisno o vrsti èipa,odvija pod toèno odreðenim uvjetima, najèešæe preko noæi.Nakon toga se èip “ispire” a potom se nanosi protutijelo. Ovi sepostupci odvijaju pod kontrolom kompjuterskog programa,poluautomatizirano. Završetak eksperimentalnog dijela rada jeskeniranje, odnosno oèitavanje jakosti signala koji su nakonhibridizacije prisutni na èipu.

Naravno, s obzirom na to da se radi o iznimno velikom

b r o j up o d a t a k a ,konkretno –22284 naèipu tipa A iisto toliko naèipu tipa B(toliki jebroj probavezan zanosaè), sli-jedeæi korakje “filtrira-nje” podata-ka (za štop o s t o j ek o m p j u t e -rski progra-mi, ali ovose možeraditi i“ruèno”), anakon togaposao preu-zima biostatistièar koji korištenjem razlièitih programa odreðu-je koje su promjene statistièki znaèajne. Ovo, naravno, ukazujena to da je “nešto” promijenjeno u odnosu na “nešto drugo”, štou odreðenom sustavu èini kontrolu. Konkretno, u molekularnojmedicini usporeðujemo aktivnost gena u tkivu tumora saktivnošæu gena u tkivu netumora, mjerimo aktivnost aktivi-ranih gena u kulturi stanica nakon dodavanja odreðenog ter-apeutika/potencijalnog terapeutika u odnosu na netretirane sta-nice i slièno.

Drugim rijeèima, izdvajamo one gene èija je aktivnostu modelu našeg istraživanja promijenjena u odnosu na kontrolui ovo, zapravo, èini tek poèetak narednog dijela istraživanja ukojem najznaèajnije rezultate dobivene na DNA-èipovimaprovjeravamo drugim metodama. Na razini RNA, idealno bibilo rezultate provjeriti metodom RealTime PCR, dok se zaprovjeru prisustva proteina (prisustvo transkripta nije “garanci-ja” da je protein uistinu prisutan) najèešæe koristi metodaWestern blot.

Ukratko, do otkriæa DNA-èipova vrlo èesto smometodom sluèajnog odabira odabirali gene za koje smo smatralida bi mogli biti važni, odnosno promijenjeni, u odreðenombiološkom sustavu. Ovo se posebno odnosi na podruèjemolekularne onkologije. Èipovi su nam omoguæili brza profili-ranja koja sama po sebi ne mogu biti i nisu krajnji rezultatistraživanja, nego tek prva, vrlo stabilna stepenica neophodnaza ubrzavanje, poboljšanje kvalitete i interpretacije rezultata udaljnjim istraživanjima.

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: KORALJKA GALL-TROŠELJ

GENOM ÈOVJEKA NA MIKROÈIPUGENOM ÈOVJEKA NA MIKROÈIPU

èetrnaest14

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 14

Ideja uporabe svjetla za lijeèenje veæ je dugo poznata u medici-ni. Sunce, èije se svjetlo najranije poèelo koristiti, zraèi širokispektar valnih duljina; meðutim, jedan dio sunèevog spektradjeluje povoljno na tijelo, dok je drugi dio spektra štetan.Razvitkom znanosti i tehnologije nastojalo se stvoriti umjetneizvore svjetla koji bi emitirali samo onaj dio svjetlosnog spe-ktra koji je za tijelo koristan. Na Zavodu LAIR, gdje se inte-nzivno rade istraživanja i razvoj u podruèju fotodinamièke

dijagnostike i terapije, razvijen je niz modernih ureðaja za pri-mjenu svjetlosti u medicini. To su ureðaji MediLED bazirani nanaprednim izvorima svjetlosti – svjetleæim diodama visokogintenziteta. Ureðaji MediLED imaju široku primjenu u višepodruèja:• Fotodinamièka dijagnostika – otkrivanje bolesnogtkiva primjenom svjetla u kombinaciji s fotosenzibilizatorom• Fotodinamièka terapija – lijeèenje odreðenih kožnihbolesti zajednièkim djelovanjem svjetla i fotosenzibilizatora

• Biostimulacija – svjetlost ublažava boli i ubrzava za-cjeljivanje rana i opekotina • Kozmetika – depilacija kombiniranjem svjetla i foto-senzibilizatora

Fotodinamièka dijagnostikaFotodinamièka dijagnostika je dijagnostièka metoda

koja omoguæava otkrivanje bolesnog tkiva primjenom kombi-nacije svjetla i odreðene kemikalije – fotosenzibilizatora.Kad tkivo na koje je bio primijenjen fotosenzibilizator osvi-jetlimo svjetlošæu odreðene valne duljine, bolesne stanice fluo-resciraju (svijetle u odreðenoj boji), a zdrave ne. Na taj naèinmoguæe je razlikovanje bolesnog tkiva od zdravog u sluèajukada je to nemoguæe uobièajenim vizualnim pregledom.

Fotodinamièka terapijaFotodinamièka terapija je metoda lijeèenja bolesti –

prvenstveno nekih malignih bolesti, koja za lijeèenje koristikombinaciju svjetla i odreðene kemikalije – fotosenzibilizatora.Temelj fotodinamièke terapije je otkriæe da fotosenzibilizatorunesen u živu stanicu može uništiti tu stanicu nakon što je osvi-jetljena svjetlom odreðene valne duljine.Nakon primjene, fotosenzibilizator ulazi i u bolesne i u zdravestanice. Iz zdravih stanica se prirodnim procesima uklanja, a ubolesnima ostaje nakupljen. Bolesno podruèje organizmaosvjetljava se svjetlom odreðene valne duljine koja aktivirafotosenzibilizator. Nakon što je osvijetljen, fotosenzibilizatorapsorbira svjetlo i stvara aktivni oblik kisika koji razara bolesnustanicu. Zdrave stanice ostaju pošteðene.

Prednost fotodinamièke terapije je što uzrokuje minimalnaošteæenja zdravog tkiva te se po potrebi može ponoviti. Takoðer,za neke tipove bolesti nije potrebno ostajanje u bolnici, nego sefotodinamièka terapija može provoditi ambulantno.

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: MARTIN LONÈARIÆ

SVJETLOM PROTIV BOLESTISVJETLOM PROTIV BOLESTI

Lezija prije, za vrijeme i nakon terapije

petnaest15

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 15

Jezgre atoma u molekulama ponašaju se kao mali ma-gneti. Na temelju tog svojstva jezgri razvijena je metoda nu-klearne magnetske rezonancije (NMR). Ova metoda koristi vrlojake magnete, a jezgre se analiziraju pomoæu radiovalova. NMRje nedestruktivna, neinvazivna i neionizirajuæa tehnika kojaomoguæuje odreðivanje više od sto razlièitih jezgri. NMR efektsu otkrili fizièari prije šezdeset i pet godina, a od tada se NMRproširio iz fizike u kemiju, biokemiju, biologiju i medicinu.NMR je danas od primarne važnosti za istraživanja u kemiji(organskoj, analitièkoj, farmaceutskoj, biokemiji), u znanosti omaterijalima, petrokemiji, itd., a služi za odreðivanje vrste spo-jeva kao i utvrðivanje njihove graðe. NMR se rabi za analizutekuæih i èvrstih uzoraka, a vrlo rijetko za plinske uzorke.

Zadnjih godina NMR se sve više rabi u medicini zadijagnostiku pod imenom MRI (Magnetic ResonanceImaging). Oslikavanje pomoæu NMR-a daje slike sliène re-ntgenskim slikama. U svakodnevnom životu lijeènici i paci-jenti umjesto MRI koriste naziv magnetska rezonancija. Ovametoda je u odnosu na rentgen praktièki bezopasna, a dajebolju kvalitetu slika i raznovrsnije moguænosti oslikavanja(dubinski presjeci itd.). Sve više se u medicini za klinièke pre-trage i praæenje metabolièkih procesa i njihovih patološkihpromjena rabi metoda MRS (Magnetic ResonanceSpectroscopy). Opæenito medicinski MRI ureðaji rade naslabijim magnetskim poljima (0,2-3 Tesla), dok NMR-i za

istraživanja u kemiju i fizici rade na14 Tesla (600 MHz) do 21,2 Tesla(900 MHz).

NMR se intenzivno rabi u primije-njenim istraživanjima, kemijskojtehnologiji, prehrambenoj tehnologijii biotehnologiji. U prehrambenojtehnologiji NMR služi za kontrolumasnoæa u hrani, praæenje procesazamrzavanja mesa i ribe, analizu sa-stava èokolade, margarina, tj. opæe-nito za atestiranje prehrambenihartikala. NMR se koristi za utvrðivan-je autentiènosti razlièitih napitaka:mlijeka, sokova, alkoholnih piæa.Važna je primjena NMR u odreðivan-ju porijekla i autentiènosti vina (SNIFmetoda) i maslinovih ulja. EU je

nedavno kao standardnu proceduru prihvatio NMR atestiranjavina.

Posebno je znaèajna primjena NMR-a u u farmaceu-tskoj industriji za pronalaženje lijekova. NMR omoguæujeodreðivanje sastava i graðe lijekova, njihove èistoæe te u ko-ntroli kvalitete novih proizvoda. U razdoblju od 1985. do1995. godina Centar za NMR Instituta Ruðer Boškoviæ odi-grao je važnu ulogu u istraživanjima lijeka azitromicina,danas poznatog Sumameda. Koristeæi analize NMR spektara sIRB-a, suradnici Plive odredili su strukturu novog antibiotikaSumameda. Istraživaèi Centra za NMR zajedno su s Plivinimistraživaèima objavili veæi broj znanstvenih radova oSumamedu. Pliva je 1999. kupila dva NMR ureðaja za svoj

Instraživaèki institut, ali suradnja Centra za NMR i Plive je idalje uspješna. Centar za NMR danas intenzivno suraðuje i sistraživaèima firme Belupo.

Krajem 2002. godine na Institutu Ruðer Boškoviækupljeni su NMR ureðaji od 300 MHz i 600 MHz firme Bruker.Kako se radi o vrlo skupoj opremi koju je MZT nabavilo zacijelu akademsku zajednicu Hrvatske, Centar za NMR je po-tpuno otvoren i radi za sve korisnike s Instituta Ruðer Boškoviæi za fakultete Sveuèilišta u Zagrebu, Rijeci, Splitu i Osijeku. UCentru se obavljaj znanstveno-istraživaèka i obrazovno-na-stavna djelatnost kao i znanstveno-uslužna snimanja, te primi-jenjena i tehnološka istraživanja. Intenzivno se razvija suradnjai s industrijom: Pliva, Belupo, INA, Fotokemika, Chromos, te snekim drugim državnim (Hrvatski zavod za vinarstvo ivinogradarstvo) i privatnim firmama (TDR, SMS). Na slikamasu prikazani NMR ureðaji Bruker AV-600 (lijevo) i Bruker AV-300 (desno).

NMR spektrometar od 300 MHz opremljen je sasupravodljivim magnetom od 7,05T dok je NMR od 600 MHzopremljen sa supravodljivim magnetom od 14,10T.

Centar za NMR obavlja istraživanja iz podruèjaorganske, bioorganske i farmaceutske kemije. Èesto se provodeistraživanja i iz podruèja anorganske, fizièke i analitièke kemi-je. Temeljna istraživanja, u kojima se koristi NMR spe-ktroskopija, ukljuèuju prirodne spojeve, šeæere, nukleozide,male peptide. Isto tako istražuju seko-mpleksiranje, izotopni efekti isupramolekularne strukture.Primijenjena NMR istraživanjaprovode se za potrebe farma-ceutske industrije i manjih firmi izaštiæena su ugovorima o tajnosti.

Centar za NMR obavljanastavnu djelatnost na dodiplo-mskom i poslijediplomskom nivouza Prirodoslovno-matematièkifakultet, Farmaceutsko-biokemi-jski fakultet, Visoku zdrastvenuškolu, Fakultet kemijskog inženjer-stva i tehnologije te Prehrambeno-biotehnološki fakultet, Sveuèilištau Zagrebu. S time u vezi NMR ce-ntar je izdao i nekoliko skripata izpodruèja NMR spektroskopije.Pored predavanja, vježbi i demonstracija iz NMR spektroskopi-je u Centru se izraðuju i diplomski, magistarski i doktorskiradovi.

Upotreba NMR ureðaja se neprestano širi u znanosti itehnologiji. Prije desetak godina Japanci su pokrenuli inte-nzivnu kampanju nabavke novih NMR ureðaja jer su natemelju broja i vrste NMR-a s kojima su tada raspolagalizakljuèili da njihova znanost, a time i njihova država, zaosta-je za ostalim razvijenim svijetom. Stoga zakljuèimo na krajuda se NMR spektrometri ubrajaju u temeljnu znanstvenuinfrastrukturu neke zemlje, te se drži da je njihov broj i vrstamjerilo razvitka svake države.

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: DRAžEN VIKIÆ-TOPIÆ

NMR – MAGNETIZAM ATOMA U NMR – MAGNETIZAM ATOMA U ANALIZI LIJEKOVA I HRANEANALIZI LIJEKOVA I HRANE

šesnaest16

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 16

More je složen ekosustav kod kojeg je voda, i to mor-ska voda, njegov bitan dio. Morska voda je vodena otopinaanorganskih soli, organskih spojeva i plinova koji svojim meðu-sobnim odnosima i djelovanjem odreðuju kemijska i fizièkasvojstva okoliša u kojem je nastao i prvi oblik života na Zemlji.

Od svog postanka do danas, mora i oceani prolazesvoju evoluciju, te iako stari milijarde godina njihova osnovnasvojstva i važnost jednaki su kao i prije. Oni moderiraju pro-mjene temperature na Zemlji ublažujuæi klimu, odgovorni su zagotovo polovinu svjetskog biodiverziteta, a za èovjeka pre-dstavljaju i važan izvor hrane i minerala, ali i potencijalni izvorlijekova.

U evolutivnom razvoju život se iz mora poèeo širiti nakopno te se u jednom razdoblju geološke prošlosti na Zemljipojavio i èovjek koji se moru vratio kao stranac.

Godine 1911 ‘Abdu’l-Baha rekao je «Sav stvoreni svi-jet koji prethodi èovjeku podvrgnut je strogim zakonimaprirode. Velièanstveno sunce, mnoštvo zvijezda, oceani i mora,planine, rijeke, drveæe, te sve životinje, male i velike, ništa odsvega toga ne može izbjeæi pokoravanje prirodnom zakonu.

Samo èovjek ima slobodu, a zahvaljujuæi svom razumijevanjuili umu mogao je postiæi vlast nad tim prirodnim zakonima ineke od njih prilagoditi svojim potrebama.». I je, prilagodio ihje!

Kataklizmièko istrebljenje morskog života zapoèelo jekada je èovjek neracionalno poèeo iskorištavati morske resurse.Osim prekomjernog izlova ribe èovjekovom se utjecaju danas srazlogom pripisuju i pojave uèestale prekomjerne eutrofikacijei sveopæeg oneèišæenja i zagaðenja mora u obalnim podruèjimakoja neminovno utjeèu na smanjenje biomase i biodiverziteta.Èovjek je industrijalizacijom i pretjeranom proizvodnjomugljikovog dioksida poèeo mijenjati i kemijski sastav oceana, temožemo sa sigurnošæu reæi, direktno ugrozio život koralja inekih algi. Da li je to jedino? Vjerojatno nije, saèekajmo i sa-znat æemo s vremenom.

I tako da se osvrnemo na ‘Abdu’l-Bahov govor, èovjekzahvaljujuæi svom razumijevanju i umu malo po malo, svjesnoili nesvjesno, polako ali sigurno i to na svoj trošak remetiprirodnu ravnotežu, svoj okoliš i uvjete koji mu omoguæavajuopstanak na, zasad, jedinom planetu koji ima, Zemlji.

Oceani: naslijeðe za buduænost? Da, ako se èovjekova«nauèena» i «probuðena» svijest poène prakticirati. Naime,istraživanja mora koja se provode od trena kada je èovjekovaznatiželja prevladala strah od mora, danas su se našla u 21. sto-ljeæu. Razlika znanosti i istraživanja mora nekada i danas temel-je se na veæem broju dostupnih podataka, daleko sofisticiranijojopremi, veæim izdacima i èešæim pozivima u pomoæ za spasmora.

Davno je èovjek sjedio uz obale mora, sakupljao onošto mu je nadohvat ruke, promatrao, opisivao i crtao izznatiželje. Danas on roni do prije nezamislivih dubina, za priku-pljanje i obradu podataka koristi kompjutere, sonde, plutaèe,mikroskope, satelite i sl., i to manje iz znatiželje, a više kako bishvatio zašto to more više nije isto kao nekada, zašto više nematoliko ribe, zašto nam turiste tjera «prljavo more», zašto namugibaju kulture školjaka i koje bi se nove vrste morskih organi-zama mogle uzgajati da bi se prehranilo sve brojnije rastuæestanovništvo Zemlje? Prouèavanje mora u 21. stoljeæu bit æe sveviše orijentirano ka upoznavanju svih procesa u ekosustavumora u cilju njegovog oèuvanja, spreèavanja daljnjeg uništa-vanja i racionalnog korištenja prirodnih resursa.

I na kraju, divno govori ‘Abdu’l-Baha «Prouèavajteznanost, postižite sve više i više znanja. Èovjek zasigurno možeuèiti do kraja svoga života! Svoje znanje uvijek upotrebljavajteza dobro drugih»...a mi bismo dodali, postižimo znanje, upo-znajmo procese u moru kako bismo ih što manje mijenjali, kakobismo radili za dobrobit ne samo drugih veæ i za dobrobitoceana, i na kraju krajeva za dobrobit nas samih.

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: TEA GLUHAK

ISTRAŽIVANJE MORA U ISTRAŽIVANJE MORA U 21. STOLJEÆU21. STOLJEÆU

sedamnaest17

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 17

Gledajuæi povijest tiskane rijeèi vidimo da su ljudi još prije30.000 godina crtanjem slika koje su imale posebno znaèenjemeðusobno komunicirali, a ti zapisi još postoje i mogu se“èitati”. Egipæani koji su hijeroglife razvili prije 5.000 godina inapisali mnoge materijale na papirusu, ostavili su nam unasljeðe samo zapise na zidovima svojih hramova, dok se zapisina papirusu uglavnom nisu održali. Papir je izumljen u Kini u11. stoljeæu, a Gutenberg je svoj tiskarski stroj izumio u 15. sto-

ljeæu. Tiksane knjige kakve poznajemo stare su 500 godina, adigitalnim zapisima rukujemo nepunih 20 godina! Znamo liuopæe koliko æe oni trajati?

Stotinama godina knjižnice su odabirale i prikupljale tiskanugraðu, da bi je potom opisale kako bi postala što dostupnijakorisnicima. Korisnici su dolazili u knjižnicu, pretraživali samiili uz pomoæ knjižnièara prebiruæi po kartiènim katalozima, aukolko bi našli ono što ih zanima ostali bi èitati u knjižnici ili bigraðu posudili i odnijeli u svoju radnu sobu.

Danas knjižnice svojim korisnicima i dalje nude tiskanu graðu,ali i onu digitalnu. Korisnici pretražuju kataloge koji više nisuna tiskanim karticama, veæ u obliku baza podataka. Radovi kojisu im zanimljivi nalaze se veæinom u digitalnom obliku, a ovi-sno o navikama (i godinama) korisnika èitaju se direktno sazaslona, ili ih korisnik ispiše na svom pisaèu. U poslovanjuknjižnica desio se paradoks da korisnici pristupaju knjižnici uvirtualnom svijetu znatno èešæe nego prije, a sve je rjeðefizièki posjeæuju!

Sve veæa kolièina informacija u digitalnom obliku ima svojihvelikih prednosti: knjižnièna graða ne zauzima više tako punoprostora, moguænosti pretraživanja su znatno veæe, graða je du-stupna preko korisnièkih osobnih raèunala, istoj graði možepristupiti više korisnika istovremeno, korisnik ima velikemoguænosti pri korištenju digitalne graðe (može je modificiratii prilagoditi sebi), nema “nedostajuæih” knjiga na policama i sl.Problemi koji se javljaju vezano uz korištenje digitalne graðe

vezani su uglavnom uz relativnu složenost pristupa, nedostatnubrzinu mreže ili nedovoljnu snagu raèunala, razlièitost uvijetapristupa, ogranièenja i sl. Veliki dio graðe još je uvijek utiskanom obliku, a brojni korisnici još uvijek prednost dajutiskanoj knjizi, a ne digitalnoj. Da li æe tiskana knjiga preživjetireæi æe nam buduænost.

U skladu sa svim promjenama knjižnice su morale redefiniratisvoju ulogu i svoje poslovanje. Iako obrada graðe još uvijeuzima znaèajno vrijeme, za pretpostaviti je da æe taj segmentbiti sve jednostavniji, tako da æe knjižnièari imati više vremenaza izobrazbu korisnika, što bolje predstavljanje svojih knjižnicau virtualnom prostoru, organizaciju jednostavnog i transpar-entnog pristupa znanstvenim informacijama i sl. Knjižnice æe ubuduænosti ne samo osiguravati pristup graði veæ æe biti istvaratelji vrijednih sadržaja. Jedna od najvažnijih ulogaknjižnice buduænosti biti æe podrška razvoju, upravljanju, osi-guravanju pristupa i èuvanju znanstvenih sadržaja.

GGllaassiilloo IIRRBBGGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: JADRANKA STOJANOVSKI

OD TISKANE KNJIGE DO DIGITALNEOD TISKANE KNJIGE DO DIGITALNEKNJIŽNICEKNJIŽNICE

Knjižnièni katalog na karticama. Korisnici u prostoru suvremene znanstveneknjižnice.

Digitalna graða dostupna je korisnicima naraèunalima u knjižnici.

osamnaest18

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 18

Suvremena raèunala imaju slavnu povijest dužu od 50 godina.Intenzivan razvoj je omoguæen razvojem poluvodièketehnologije, mikroelektronièkih sklopova koji su doveli dopoluvodièkih memorija i mikroprocesora. S druge straneInternet postoji preko 20 godina i ubrzano se razvijao, tako dasu danas brzina rada raèunala i brzina prijenosa informacijaizjednaèena. Tako se ostvaruje intenzivan razvoj mrežnog raèu-

narstva primjenom distribuiranih raèunalnih sustava. Oni osimprijenosa informacija omoguæuju i mrežno djeljenje resursa,globaliziranu podatkovnu obradu i suradnju na daljinu bez obzi-ra na udaljenost. Navedene moguænosti se ostvaruju razvojem

nove mrežno-r a è u n a l n earhitekture ip r o g r a m s k epodrške (mi-d d l e w a r e )tvoreæi GRIDo k r u ž e n j eunutar kojeg serazvija izrazitou è i n k o v i t atehnologija uznanstvenomradu, kojuz o v e m oeZnanost ilieScience. Znanstvenicidanas koristee S c i e n c etehnologiju usvom svako-dnevnom radukao temeljnu

radnu infrastrukturu o kojoj u velikoj mjeri ovisi uspješnost iprovedljivost kvalitetnog znanstvenog rada. Tako se razvijaRaèunska kemija, Raèunska fizika, Raèunska elektronika itd.koje koriste informatiku i raèunarstvo kao temeljne graneznanosti, pa možemo reæi da je svaki znanstveni rad u biti mu-ltidisciplinaran, a ukoliko se odvija na daljinu onda je i multi-institucionalan.Rad na daljinu se provodi tako da se suvremeni laboratoriji (kojise još zovu eLabovi) spajanju preko mreže u integriranu cjelinuèime se ostvaruje globalizirani znanstveni rad. On se odvija nadaljinu uz virtualno sažimanje prostora. Na taj naèin se izmeðueLabova komunicira podacima, slikom i glasom, odvijaju semjerenja i eksperimenti u najprikladnijim uvjetima i okruženji-ma. Snažna raèunala i brze mreže omoguæuju da se mnoštvosloženih procesa simulira i vizualizira u trodimenzionalnomprostoru. Na taj se naèin otkrivaju tajne prirode, života i mater-ije u raznim podruèjima znanosti.U Institutu Ruðer Boškoviæ Centar za informatiku i raèunarstvorazvija eScience tehnologiju kako bi omoguæio uèinkovitijiznanstveni rad u svim podruèjima i prostorima. Posebno seistièe èinjenica da u takvim uvjetima mladi nadareni znanstveninovaci neæe morati odlaziti u druge svjetske laboratorije jer æemoæi djelovati i raditi iz Hrvatske, kao da su virtualno u timpoznatim centrima izvrsnosti.

GGllaassiilloo IIRRBB GGllaassiilloo IIRRBB

PIŠE: KAROLJ SKALA

RAÈUNALA I MREŽE U ZNANSTVENOM RADURAÈUNALA I MREŽE U ZNANSTVENOM RADU

Slika 1. Nova arhitektura klaster raèunala koja se koristi uznanstvenoistraživaèkom radu.

Slika 2. Aktivna oprema novog mrežnog razvoda uInstitutu

Slika 3. Antene bežiène mreže na raèunalno komunikaci-jskom tornju Instituta

Na webu i u dvorani IRB-a æe seprikazati kratki promidžbeni film

«MUDAR IZBOR» u izradi Centra zainformatiku i raèunarstvo.

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 19

irb_od.qxd 7.5.2004 17:56 Page 20