Науковий семінар
На кафедрі працює науковий семінар з проблем прикладної фізики. В семінарі приймають участь викладачі кафедри, аспіранти, студенти старших курсів та науковці з інших установ. Тематика охоплює різні напрямки з високих фізичних технологій, нанотехнологій, фізики живих систем та фізики енергетичних систем. Науковий семінар дозволяє познайомити студентів та викладачів кафедри з сучасним станом досліджень в різноманітних галузях та полегшити обрання свого власного наукового шляху, розвиває професійні зв'язки діючих науковців різних галузей та дозволяє презентувати наукові результати колегам.
Анонси семінарів ви можете знайти у відповідному розділі новин.
Тематика наукових семінарів
16.10.2024 Науковий семінар на тему «Dynamic control of light and heat with conducting polymers»
Speaker: Magnus Jonsson Professor of Applied Physics at the Laboratory of Organic Electronics of Linköping University, Sweden.
PhD in Physics from Chalmers University of Technology.
Seminar language: English
Annotation: Conducting polymers offer unique ways to control light and heat, which I will illustrate using examples from our recent research. I will first demonstrate that conducting polymers enable a new type of dynamically tuneable plasmonic nanoantennas.1-5 Such optical nanoantennas form the basis for important applications like optical metasurfaces, but they are traditionally static. By contrast, the optical response of conducting polymer nanoantennas can be dynamically tuned by varying the oxidation state of the polymer, thereby opening for redox-tunable metasurfaces and applications like dynamic flat lenses and video holograms.
Next, I will introduce novel means for dynamic structural coloration for reflective colour displays.6-7 Reflective displays form an energy-efficient complement to emissive displays and provide additional benefits such as being suitable for use in bright light. I will describe how we can achieve materials with tunable structural colour for such devices by combining dynamic electroactive functions of conducting polymers with interference effects in thin films.
In the third example, we utilize the coldness of outer space to passively cool objects on Earth via thermal radiation. This concept, called passive radiative cooling, is explored world-wide as a sustainable complement to energy-consuming cooling methods which currently consume around 10% of all electricity used globally. Our recent research shows that conducting polymers can be used to electrically tune the radiative cooling power, offering temperature regulation of objects at ambient conditions by tuning their ability to radiate heat.8-9 The concept is based on modulating the infrared emissivity of our devices, which also offer means for adaptable camouflage and anticounterfeiting.10
- Conductive polymer nanoantennas for dynamic organic plasmonics.
S. Chen et al. Nature Nanotechnology 2020, 15, 35-40. - Electrical Tuning of Plasmonic Conducting Polymer Nanoantennas.
A. Karki et al. Advanced Materials2022, 34, 13, 2107172 - Doped Semiconducting Polymer Nanoantennas for Tunable Organic Plasmonics.
A. Karki et al. Communications Materials2022, 2022, 3, 48 - Dynamic Conducting Polymer Plasmonics and Metasurfaces.
S. Chen and M. P. Jonsson. ACS Photonics 2023, 10, 3, 571–581 - Tuneable anisotropic plasmonics with shape-symmetric conducting polymer nanoantennas
Y. Duan, et al. Advanced Materials 2023, 35, 51, 2303949. - Dynamically tuneable reflective structural colouration with electroactive conducting polymer nanocavities. S. Rossi et al. Advanced Materials2021, 33, 40, 2105004
- Tunable structural color images by UV-patterned conducting polymer nanofilms on metal surfaces.
S. Chen et al. Advanced Materials2021, 33, 33, 2102451 - Cellulose-based Radiative Cooling and Solar Heating Powers Ionic Thermoelectrics
M. Liao, et al. Advanced Science 2023, 10, 2206510 - ElectricalTuning of Radiative Cooling at Ambient Conditions
D. Banerjee et al. Cell Reports Physical Science, 2023, 4, 101274 - Electrically tunable infrared optics enabled by flexible ion-permeable conducting polymer-cellulose paper Kuang et al. npj Flexible Electronics2024, in press.
02.10.2024 Науковий семінар на тему «Simulation of the deformation and breakage of a polyyne carbon chain»
Доповідач: Магістр групи ФФ-31мн Недождій Олексій Сергійович.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
In the present study, the ab-initio approach was used in order to model the strength properties of carbon chains of infinite length with cumulene and polyyne structures. Calculations were performed in the framework of density functional theory (DFT) using the Vienna ab initio simulation package (VASP). Stretch diagrams of the cumulene and polyyne chains were calculated. It is shown that when the critical deformation of the chain of cumulene structure is reached, the chain breaks down into the carbon atoms, while for the polyyne chain it breaks down into C2 molecules. The change in the electronic structure of the polyyne chain during its stretching up to destruction into molecules has been studied. The dependence of the direct band gap (0.3 eV in ground state) on the value of the deformation has been calculated.
22.05.2024 Науковий семінар на тему «Нейронні моделі: порівняння біологічних та штучних систем.»
Доповідач: ст.н.с. Інституту фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України ЯВОРСЬКИЙ Володимир Антонович.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
Швидкий розвиток штучних нейромереж, які забезпечують все ширший спектр застосувань ШІ, базується на біонічних принципах, виявлених у процесі розвитку наук біофізики та фізіології. Три покоління штучних нейромереж доповнюються системами мультимодальності, мультиекспертності та застосунком RAG-технологій. Системи LLM наразі включають у себе трільйони параметрів і досягли середнього рівня IQ, що властивий людині, завдяки поліпшенню обчислювальних можливостей. Однак врахування інших властивостей біологічних нейронів та нейросистем має потенціал ще більше покращити ефективність штучних нейромоделей. У презентації будуть розглянуті біонічні принципи, отримані від природних нейросистем, які вже застосовуються при організації штучних нейромереж. Це включає огляд роботи окремих нейронів та їхнього кодування інформації, організацію нейронів у шари, що лежать в основі нейроморфної архітектури, форму активаційної функції природних нейронів та процеси формування синаптичних з'єднань. Крім того, будуть розглянуті аспекти відмінностей між біосистемами та штучними нейросистемами, такі як ефект перевантаження нейронів, ефект акомодації, варіації активності нейронів та різновиди правил Хебба для зміни синаптичних ваг. Виступ також міститиме власні висновки та обговорення філософських питань, щодо віднесення штучних нейромереж до галузей математики та біофізики, а також можливостей набуття штучними нейросистемами переваг над біологічними зразками.
24.04.2024 Науковий семінар на тему «Електрофізіологічний експеримент: прилади, обладнання та методи»
Доповідач: м.н.с. Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України Олег Володимирович Рихальський.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
В електрофізіологічних експериментах вимірюють потенціали або струми, що виникають в живих клітинах. Аналіз цих 
струмів, потенціалів та їх змін в часі надає інформацію про процеси, що відбуваються в клітинах та про взаємодію між клітинами. Проте, деякі особливості об’єкту дослідження, а саме: розміри та будова клітини, величини сигналів, необхідність спеціального зовнішньоклітинного середовища та ін. – роблять навіть задачу електричного підключення об’єкта до вимірювальної апаратури не тривіальною справою. Цю задачу вирішують за допомогою спеціальних мікроелектродних систем, які спотворюють електричні сигнали та не гарантують довготривалого якісного електричного з’єднання. Доводиться налаштовувати підсилювач під конкретний мікроелектрод/піпетку і періодично контролювати стан електродної системи та якість електричного з’єднання за допомогою тестових сигналів. Ці сигнали можна використовувати і для стимуляції клітин. В даній доповіді будуть розглянуті різні методи відведення електричних сигналів від нервових клітин і нервових волокон та особливості електронного обладнання для їх реалізації. Доповідь є оглядовою та освітлює базові принципи побудови і фізичні основи функціонування електронних приладів для електрофізіології.
20.03.2024 Науковий семінар на тему «Елементарна фізика нейрона»
Доповідач: к.б.н., ст.н.с. Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України Віталій Юрійович Маслов.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
Основною функцією нервової клітини (нейрона) є генерування та передача електричних імпульсів (т.з. потенціалів дії), яка забезпечується спеціалізованими білковими структурами (селективними іонними каналами), інтегрованими у зовнішню мембрану. 
Активність цих каналів відносно незалежна від внутрішньоклітинних процесів та є предметом дослідження клітинної електрофізіології та біофізики збудливих мембран.
Нейрон є надзвичайно складною системою, проте фізичні принципи функціонування та методичних підходів для досліджень є достатньо елементарними. Ці принципи та основні поняття клітинної електрофізіології будуть розглянуті у даній доповіді.
Характерні значення електрофізіологічних параметрів нейрона будуть проілюстровані прикладами-задачами оціночного характеру.
Доповідь можна вважати певним «теоретичним мінімумом», необхідним для розуміння принципів функціонування нейрона.
21.01.2024 Науковий семінар на тему «Дрони: матмоделювання, теорія керування, штучний інтелект»
Доповідач: к. т. н., молодший науковий співробітник ННК ІПСА КПІ ім.Ігоря Сікорського, В’ячеслав Осауленко.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
В умовах війни з кількісно переважаючим противником єдиним способом не програти є компенсація кількості якістю. Українці дуже вміло адаптували доступні існуючі технології для ведення бойових дій. Проте вкрай необхідним є розвиток нових інженерних рішень, що дадуть довгострокову перевагу. Такі рішення потребують високої кваліфікації фахівців, яких зараз недостатньо. Тому в даній доповіді на прикладі квадрокоптера, буде розглянуто динамічну модель польоту, та керуючі алгоритми для стабілізації траєкторії. На прикладі стеку PX4 розглянуто симуляцію в програмному середовищі (software in the loop).
Далі, приділено увагу як технології штучного інтелекту допомагають вирішити автономне наведення на ціль та локалізацію в невідомому середовищі. В кінці висвітлено перспективні напрямки та відкриті питання у створені автономних роботів.
Матмоделювання, керуючі алгоритми та симуляція в програмному забезпеченні є необхідною складовою будь-яких більш-менш складних інженерних рішень. Дана доповідь є оглядовою і слугує дороговказом для подальшого самостійного вивчення.
20.12.2023 Науковий семінар на тему «Композиційні матеріали для екранування електромагнітних полів широкого частотного діапазону»
Доповідач: д.т.н., професор, завідувач кафедри фізики КНУБА Глива Валентин Анатолійович.
Мова семінару: українська
Анотація семінару:
На сьогодні актуальним є розроблення матеріалів для екранування електромагнітних полів як наднизької частоти (промислової частоти та її гармонік), так і полів ультрависоких і вищих частот. Для високочастотних полів бажано мінімізувати коефіцієнти відбиття і забезпечити прийнятний рівень поглинання. Тобто, є необхідність створення матеріалів з керованими параметрами. Важливою умовою є можливість застосування екрануючих матеріалів для покриття поверхонь великих площ та складних конфігурацій. Бажаним є створення матеріалів прийнятної ефективності як у низькочастотній, так і високочастотній областях спектра. При цьому композиції повинні мати прийнятні стійкості до фізичних і хімічних впливів. Буде розглянуто напрацювання щодо розроблення таких матеріалів та обговорено шляхи їх удосконалення у залежності від цивільних та військових потреб.
29.11.2023 Науковий семінар на тему "Бойові малорозмірні безпілотні літальні апарати на базі мініреактивних двигунів: проблеми зниження радіолокаційної та теплової «помітності»"
Доповідач: академік НАН України, професор, д.т.н. Халатов Артем Артемович. 
Мова семінару: українська
Анотація семінару: Зниження радіолокаційної та теплової «помітності» безпілотного апарату відіграє важливу роль при вирішенні складних бойових завдань прориву протиповітряної оборони та знищення та знищення зенітних комплексів.
Незважаючи на високу швидкість польоту безпілотного апарату з реактивним двигуном, ця проблема зберігається і для малорозмірних літальних апаратів.
У доповіді розглянуто сучасні «стелс» технології, застосовувані для великих літальних апаратів, аналізується можливість та доцільність їх використання для захисту малорозмірних об'єктів.
Розглянуто ефективну поверхню розсіювання різних об'єктів, фізику використання кутової форми літального апарату, радіопоглинаючих матеріалів та покриттів, спеціальні заходи щодо розташування двигуна.
Аналізуються можливі технології зниження температури вихідного струменя двигуна та зниження теплової «помітності», включаючи подачу холодного повітря у вихідний струмінь двигуна, використання вихідного ежектора з високим ступенем перемішування гарячого та холодного потоків.
Наводяться деякі приклади малорозмірних безпілотних апаратів реактивної тязі.с.
22.11.23 Scientific seminar "Feeling the Force: Tools and Techniques to Unravel the Cellular Forces"
Speaker: Sam Aytekin Doctoral Researcher in @Rocha Lab, Molecular Imaging and Photonics Research Unit, Department of Chemistry, KU Leuven, Belgium
Seminar language: English 
Annotation: Mechanobiology is an interdisciplinary field that examines the critical role played by mechanical forces in various biological phenomena, including cell migration, tissue development, and disease progression. Cells constantly sense and respond to mechanical cues from their microenvironment, and these forces have profound implications for cellular behavior and tissue physiology. By unraveling the bidirectional force transmission between cells and their surroundings, mechanobiology provides crucial insights into fundamental biological processes and offers promising avenues for novel therapeutic interventions. This seminar delves into the importance of mechanobiology and highlights two main techniques, Traction Force Microscopy (TFM) and Molecular Force Sensors, which are integral to our understanding of how mechanical forces shape biological systems.
Traction Force Microscopy (TFM) is the long standing standard technique in mechanobiology that enables the quantification of ‘traction’ forces exerted by cells on their substrates. TFM relies on the measurement of substrate deformations caused by cellular forces and the subsequent reconstruction of force maps. TFM has proven invaluable in studies of cell adhesion, migration, and contractility, as well as in understanding the mechanical properties of tissues.
Molecular Tension Probes, on the other hand, are recently developed tools that have revolutionized our ability to investigate mechanical forces at the molecular level within living cells. These probes rely on the principles of Förster Resonance Energy Transfer (FRET), where the transfer of energy between fluorophores is extremely sensitive to changes in the distance between them. By fusing FRET donor and acceptor pairs to force-sensitive protein inside the cell, researchers can monitor the dynamic mechanical forces experienced by these molecules in real time. This technology has provided unprecedented insights into the spatiotemporal distribution of forces within cellular structures, shedding light on how cells perceive, distribute and respond to mechanical cues, ultimately contributing to our understanding of mechanobiological phenomena.
In conclusion, mechanobiology is a field of growing importance that addresses the impact of mechanical forces on biological systems. The techniques of Traction Force Microscopy and Molecular Tension Probes are indispensable for dissecting the relationships between mechanical cues and cellular behavior. Their application not only enhances our understanding of fundamental biology but also holds great promise for the development of innovative therapeutic strategies in the future. As mechanobiology continues to evolve, these techniques will remain at the forefront of groundbreaking research in this dynamic and transformative field.
Анонс семінару
15.11.23 Науковий семінар "Силові установки безпілотних літальних апаратів"
Доповідач: к.т.н., с.н.с., провідний науковий співробітник відділу високотемпературної термогазодинаміки Інституту Технічної Теплофізики НАН України Кобзар Сергій Григорович.Мова семінару: українська
Анотація семінару: війна в Україні характерна широким застосуванням безпілотних літальних апаратів. Бойові дії ведуться різними типами безпілотних літальних апаратів, що відрізняються цільовим призначенням, типом двигуна, вагою, розміром та ін. Частина безпілотників від початку розроблена для виконання бойових завдань, а частина адаптована з комерційних зразків.
Всі ці безпілотні літальні апарати приводяться в рух силовою установкою, призначення якої перемістити безпілотник у задану точку простору за певний час.
В доповіді розглянуті існуючі види силових установок в залежності від розмірів та призначення безпілотників. Також наведені приклади перспективних видів двигунів.
03.11.23 Науковий семінар "Бойові безпілотні апарати: класифікація, застосування, досвід використання у військових діях в Україні"
Доповідач: к.т.н., с.н.с. відділу відділу високотемпературної термогазодинаміки Інституту Технічної Теплофізики НАН України Кузьмін Андрій Володимирович.
Мова семінару: українська
Анотація семінару: Як показує аналіз, значна частка військових операцій, принаймні у повітряному просторі, виконується за допомогою безпілотних літальних апаратів, які активно взаємодіють з авіацією та артилерією. Їхній перелік представлений сотнями (навіть тисячами) різних пристроїв, що відрізняються цільовим призначенням, типом двигуна, вагою, розміром та ін. Успіх застосування таких апаратів в останніх збройних конфліктах у тому числі у Сирії та Україні, дозволяє з упевненістю констатувати, що у найближчому майбутньому – це війна та протистояння безпілотників різного калібру.
У зв'язку з великою кількістю безпілотних літальних апаратів (БПЛА), що розробляються та експлуатуються в останні роки, існує проблема класифікації цих апаратів. Оскільки БПЛА використовуються в різних сферах, важко розробити єдину систему класифікації, що охоплює всі БПЛА, і тому на сьогоднішній день відсутній єдиний стандарт для класифікації безпілотних ЛА.
Розглянуто різні види класифікації апаратів на початок 2023 року, наведено найбільш характерні зразки різних типів, виконано аналіз БПЛА, які використовуються у збройному конфлікті між Україною та Росією.
25.10.2023 Науковий семінар на тему "Бойові малорозмірні безпілотні літальні апарати (МБПЛА) на базі мініреактивних двигунів тягою10 – 90 кгс зі зменшеною «помітністю»"
Доповідач: академік НАН України, професор, д.т.н. Халатов Артем Артемович. 
Мова семінару: українська
Анотація семінару: Досвід бойових дій в Україні показав, що безпілотні літальні апарати відіграють провідну роль у сучасній війні. Сьогодні відомі та випускається широка номенклатура апаратів вагою від кількох десятків грам до кількох тон, але найбільш широко використовується клас малорозмірних безпілотних апаратів (МБПЛА) з тягою 10 – 90 кгс. Переважна більшість із них заснована на пропелерній тязі, вони тихохідні, тому понад 90% їх знищуються ще до досягнення мети. Сьогодні великий інтерес становлять високошвидкісні, маневрені безпілотні апарати з реактивною тягою, що мають високу бойову «живучість». Однак, в даний час такі апарати серійно не випускаються.
Буде розглянуто класифікацію безпілотних апаратів, дано аналіз ринку газотурбінних двигунів (МГТД) з тягою 10 – 90 кгс та розглянуто базові характеристики МГТД, вагові, геометричні та швидкісні характеристики МБПЛА з МГТД тягою 10 – 90 кгс, визначено динамічні та висотно-швидкісні характеристики МБПЛА з тягою 20 кгс. Розглянуто методі зниження радіолокаційної та теплової «помітності» літальних апаратів, визначена доцільність їх використання в МБПЛА реактивного типу. Сформульовано перелік можливих оперативно-тактичних завдань для МБПЛА з МГТД тягою 10 – 90 кгс.