연구자들은 자발적으로 단백질처럼 접힌 복잡한 분자를 만든다

'지붕 위 제설작업'

(부헨훼헤[독일] AP/dpa=연합뉴스) 폭설이 내린 독일 부헨훼헤의 한 건물 지붕에서 군인들이 동원돼 눈을 치우고 있다. 오스트리아와 독일을 중심으로 유럽 산악 지대에서는 폭설 때문에 최근 열흘 동안 최소 21명이 숨졌다. bulls@yna.co.kr

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최성수 - 어느해 가을

.빛으로 100 배 빠른 3D 인쇄

미시간 대학교 (University of Michigan)의 연구원은 플라스틱 필라멘트를 층별로 구성하는 대신 3 차원 인쇄에 대한 새로운 접근법을 사용하여 복잡한 3 차원 형상을 기존 3 차원 인쇄 프로세스보다 최대 100 배 빠른 속도로 액체에서 제거 할 수있었습니다. 3 차원 프린팅 은 10,000 개의 동일한 아이템을 생산하는 상대적으로 작은 제조 작업을위한 게임을 바꿀 수 있습니다. 이는 10,000 달러 이상의 비용이 드는 금형을 사용하지 않고도 오브젝트를 만들 수 있다는 것을 의미하기 때문입니다. 그러나 일련의 1D 라인을 가진 3D 물체를 만드는 것과 같이 일종의 3D 인쇄의 가장 친숙한 형식은 1 ~ 2 주 정도의 일반적인 생산 시간 간격으로 그 차이를 채울 수 없었습니다. "기존의 접근 방법을 사용하면 수백 대의 기계를 사용하지 않는 한 실제로 달성 할 수 없습니다."마크 번즈 (Mark Burns)와의 새로운 3 차원 인쇄 접근 방식을 공동 개발 한 화학 공학 부교수 Timothy Scott은 다음과 같이 전했습니다. UM의 엔지니어링. 이 방법은 두 가지 빛을 사용하여 액상 수지 를 고형화하여 수지가 경화되는 위치와 유체가있는 곳을 제어합니다. 이를 통해 팀은보다 정교한 패턴으로 수지를 고형화 할 수 있습니다. 그들은 일련의 1D 라인 또는 2 차원 횡단면이 아닌 단일 샷으로 3 차원 유영을 만들 수 있습니다. 그들의 인쇄 시연에는 격자, 장난감 보트 및 블록 M이 포함됩니다. "그것은 지금까지 만들어진 최초의 진정한 3-D 프린터 중 하나입니다."라고 화학 공학 및 생체 공학 교수 인 번즈 (Burns)는 말합니다.

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놀이 이 3D 인쇄 방식은 두 개의 광원을 사용합니다. 하나는 응고 반응을 시작하고 다른 하나는이를 멈추게하여 시간과 공간 모두에서 정확한 인쇄 제어를 가능하게합니다. 비디오의 블록 M은 수지 수조에서 연속적으로 빼내어 인쇄됩니다. Credit : Evan Dougherty, 미시건 대학교 공과 대학 커뮤니케이션 및 마케팅 사무실. 그러나 진정한 3 차원 접근법은 단순한 곡예가 아닙니다. 이전의 부가 가치세 인쇄 작업의 한계를 극복하는 것이 필요했습니다. 즉, 빛이 비치는 창에서 수지가 고형화되어 인쇄 작업이 시작될 때 멈추는 경향이 있습니다. 고형화가 발생하지 않는 상대적으로 넓은 영역을 생성함으로써 더 두꺼운 수지 (잠재적으로 분말 첨가제를 강화)를 사용하여보다 내구력있는 물체를 생산할 수 있습니다. 또한이 방법은 필라멘트 3D 인쇄의 구조적 무결성을 가장 잘 나타냅니다. 이러한 개체는 레이어 간의 인터페이스에 약점이 있기 때문입니다. "훨씬 더 견고하고 내마모성이 강한 재료를 얻을 수 있습니다."라고 Scott은 말했습니다. 창의 응고 문제에 대한 초기 해결책은 산소를 통과시키는 창이었습니다. 산소는 수지에 침투하여 창 근처에서 응고를 정지 시키며, 새로 인쇄 된 표면을 떼어 낼 수있는 유체 막을 남깁니다. 그러나이 간격은 투명한 테이프 조각만큼 두껍기 때문에, 수지는 새롭게 응고 된 물체와 창 사이의 작은 틈새 속으로 빠져 나가는 속도가 매우 빠름에 틀림 없다. 이것은 치과 용 기기 및 신발 용 안창과 같이 상대적으로 부드럽게 처리되는 작고 맞춤형 제품에 대한 통 인쇄를 제한합니다. 고형화를 중지시키기 위해 산소를 제 2의 광으로 대체함으로써, 미시간 연구팀은 물체와 창 - 밀리미터 두께 사이의 훨씬 더 큰 갭을 생성하여 수천 배의 속도로 빠르게 유동시킬 수있다. 성공의 열쇠는 수지의 화학적 성질입니다. 종래의 시스템에서는 반응이 하나뿐입니다. 광 활성제는 빛이 비치는 모든 곳에서 수지를 경화시킵니다. 미시간 시스템에는 빛의 다른 파장에 반응하는 광 억제제가 있습니다. 미시간 연구진은 현재의 VAT 인쇄 기법처럼 2 차원 평면에서 응고를 제어하는 대신 2 개의 종류의 빛을 패턴 화하여 본질적으로 조명 창 근처의 3 차원 위치에서 수지 를 경화시킬 수 있습니다. UM은 접근법의 여러 측면을 보호하기 위해 3 건의 특허 신청서를 제출했으며 Scott은 신생 회사를 시작할 준비를하고 있습니다. 이 연구를 설명하는 논문은 "체적 중합 억제 패터닝에 의한 신속하고 지속적인 첨가제 제조"라는 Science Advances에 발표 될 예정 이다.

추가 탐색 속도를 필요로하는 Volumetric 3-D 인쇄 자세한 정보 : "용적 중합 억제 패터닝에 의한 신속하고 지속적인 첨가제 제조" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/M/eaau8723 미시간 대학교 제공

https://techxplore.com/news/2019-01-d-faster.html

.발견은 물에서 수소 연료를 만들기 위해 천연 막을 채택합니다

2019 년 1 월 11 일 Argonne 국립 연구소의 Jared Sagoff 발견은 물에서 수소 연료를 만들기 위해 천연 막을 채택합니다. 물에서 수소를 생산하기 위해 합성 촉매와 함께 작동하는 두 개의 막 결합 단백질 복합체. 크레디트 : Olivia Johnson과 Lisa Utschig

식물 생물학의 중심 인 화학 반응 경로는 태양으로부터의 에너지를 사용하여 물을 수소 연료로 전환시키는 새로운 과정의 중추를 형성하기 위해 채택되었습니다. 미국 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 최근 연구에서 과학자들은 두 개의 막 결합 단백질 복합체를 결합하여 물 분자를 수소 와 산소 로 완전히 전환시키는 작업을 수행했습니다 . 이 연구는 광을 에너지로 사용 하여 수소를 만드는 무기 촉매에 전자를 공급할 수있는 막 단백질 인 Photosystem I이라고 불리는 단백질 복합체 중 하나를 조사한 초기 연구를 기반으로합니다 . 그러나 반응의이 부분은 수소 생성에 필요한 전반적인 공정의 절반만을 나타냅니다. Argonne 화학자 인 Lisa Utschig와 동료들은 빛으로부터 에너지를 사용하여 물을 분리하고 전자를 취하는 두 번째 단백질 복합체 인 Photosystem II를 사용하여 물에서 전자를 취하여 포토 시스템 I로 공급할 수있었습니다. "이 디자인의 장점은 간단합니다. 원하는 화학 작용을하기 위해 천연 막으로 촉매를 스스로 조립할 수 있습니다"-Lisa Utschig, Argonne 화학자 이전의 실험에서, 연구자들은 희생 전자 기증자로부터 전자를 Photoystem I에 제공했다. Utschig은 "이 트릭은 촉매에 두 개의 전자를 빠른 속도로 연속적으로 공급하는 방법이었습니다. 두 단백질 복합체는 고등 식물의 산소 생성 엽록체 내부에서 발견되는 것과 같은 틸라코이드 막에 묻혀 있다. Utschig은 "우리가 자연에서 직접 취한 막은 두 개의 광 시스템을 연결하는 데 필수적입니다. "이것은 구조적으로 동시에 둘 모두를 지원하고 단백질 간 전자 전달을 위한 직접 경로를 제공 하지만 광계 1에 대한 촉매 결합을 저해하지는 않는다. Utschig에 따르면, 틸라코이드 막에서 발생하는 광합성의 빛에 의해 유발 된 전자 전달 사슬의 기술적 명칭 인 Z-scheme과 합성 촉매가 매우 우아하게 결합되어있다. "이 디자인의 장점은 간단합니다. 원하는 화학 작용을하기 위해 천연 막으로 촉매를 스스로 조립할 수 있습니다."라고 그녀는 말했습니다. 하나의 추가적인 개선은 초기 연구에서 사용 된 고가의 백금 촉매에 대한 코발트 또는 니켈 함유 촉매의 대체를 포함한다. 새로운 코발트 또는 니켈 촉매는 잠재적 비용을 크게 줄일 수 있습니다. Utschig에 따르면 연구를위한 다음 단계는 멤브레인 - 바운드 Z- 스킴을 살아있는 시스템에 통합하는 것입니다. " 생체 내 에서 일어나는 생체 시스템 ( in vivo system) 이 생기면 수소 생산에있어 고무가 실제로 타격을 볼 수있게 될 것"이라고 그녀는 말했다.

더 탐험 : 새로운 연구 나고 태양 연료의 광합성과 창조에 불 더 많은 정보 : Lisa M. Utschig 외, 틸라코이드 막에서 광계 I- 촉매 하이브리드의 자기 조립을 통한 Z- 스킴 태양 광 분할, Chemical Science (2018). DOI : 10.1039 / c8sc02841a 저널 참조 : 화학 과학 :에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)

https://phys.org/news/2019-01-discovery-natural-membrane-hydrogen-fuel.html

.연구자들은 자발적으로 단백질처럼 접힌 복잡한 분자를 만든다

2019 년 1 월 11 일, Bob Yirka, Phys.org 보고서 분자 크레딧 : CC0 공개 도메인

네덜란드, 이탈리아, 폴란드의 연구팀은 자발적으로 단백질처럼 접히는 복잡한 분자를 만드는 방법을 개발했습니다. 미국 화학 학회지에 게재 된 논문에서 ,이 그룹은 유용한 방법으로 분자를 조작하는 방법, 발견 한 것, 그리고 결과를 사용할 수 있다고 믿는 방법을 설명합니다. 자연에는 다양한 기능을 수행하기 위해 자발적으로 접히는 많은 단백질이 있습니다. 그러나 잘못된 전개는 신경 질환의 발달과 같은 문제를 일으킬 수 있습니다. 과학자들은 인간의 질병을 이해하는 데 도움이 될뿐만 아니라 생명이 지구에서 어떻게 시작되었는지 이해하는 데 도움이 될 수 있기 때문에 이러한 접는 것에 관심을 가지고 있습니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 스스로 자연적으로 접는 분자 를 만들어 자연에서 볼 수있는 접힘을 재현하려고했습니다 . 연구자들은 자신들의 목표를 달성했다고보고합니다. 그들은 거대 고리라고 불리는 자기 조립식 자기 접이식 분자를 만드는 방법을 발견했습니다. 더 구체적으로 말하면, 75 개 원자로 구성된 15 메가 고리입니다. 폴딩을 달성하기 위해, 분자는 링 모양으로 형성되었다 . 연구팀은 최종 결과 (foldamer라고도 함)는 친수성 표면과 소수성 코어 를 가지고 있으며 자연 발생 접힘 단백질의 구조를 반영한다고 지적합니다. 그들은 폴드 머가 링 스태킹과 디설파이드 브릿지 사이의 상호 작용 인 수소 결합에 의해 결합 되어 있음을 더 주목했다 . 분자는 또한 고리의 스택으로 만들어진 세 번째 기와 구조를 가졌다. 자발 접힘을 유도하기 위해 연구진은 바닷물을 첨가했다. 그들은 분자가 거대 고리를 형성하기 위해 핵 염기를 필요로하지만, 구아닌이나 아데닌과 같은 다른 것들은 똑같이 잘 작동한다는 것을 주목한다. 그들은 미래에 디자이너 매크로 사이클을 생성하기 위해 자체 어셈블리 특성을 수정하는 방법을 배우기 위해 만든 분자에 대해 작업 할 계획입니다. 그들은 또한 그 과정이 폴딩 분자가 생각보다 초기 단계에서 지구상의 생명체의 시작에서 역할을했을 수도 있음을 보여줍니다. 추가 연구 : 연구진은 막 단백질 접힘 메커니즘의 초기 단계를 발견했습니다. 자세한 정보 : Bin Liu et al. 단백질을 접는 복잡한 분자가 자발적으로 나타날 수 있다고 American Chemical Society (2018)의 저널 . DOI : 10.1021 / jacs.8b11698 저널 참조 : American Chemical Society 저널

https://phys.org/news/2019-01-complex-molecule-spontaneously-protein.html#nRlv

.암흑 물질이 뜨거워지고 움직일 수있는 것처럼 보입니다

https://youtu.be/uZXlQuXuwA8

2019 년 1 월 11 일 Paul M. Sutter, Universe Today It looks like dark matter can be heated up and moved around 은하수와 암흑 물질 후광. 신용 : Sload 디지털 스카이 설문 조사

은하계를 보시오. 무엇이 보이나요? 아마 별이 많을거야. 성운도. 그리고 아마도 그럴 것입니다. 다채로운 색의 여러 종류의 다양한 별들과 가스. 눈을 즐겁게합니다. 그리고 그 별들 사이에 묻혀 있다면 충분히주의 깊게 살펴보면 행성, 블랙홀, 백색 왜성, 소행성, 그리고 모든 종류의 험난한 확률과 끝을 발견 할 것입니다. 평소 은하계의 환경. 당신이 보지 못했던 것은 그 은하계의 대부분이 정말로 만들어져있는 것입니다. 보이지 않는 것을 숨기지 않을 것입니다. 당신은 그 은하계 질량의 대부분을 보지 못할 것입니다. 당신은 어둠의 물질을 보지 못할 것입니다. 어둠이 가장 중요하다. 암흑 물질은 물질의 가설적인 형태이며, 그 가설에서 당신은 지금 그것에 수영하고 있습니다. 우리가 말할 수있는 한, 은하 내 별의 움직임에서부터 클러스터 내의 은하계 의 움직임, 빅뱅의 초기 순간까지 우주 전체에 걸친 구조의 성장에 이르기까지 수십 년 동안 신중하고 세심한 관찰을 바탕으로 말할 수있다. , 우리는이 일에 열심히 노력했습니다), 우리의 우주는 표면에 보이는 것이 아닙니다. 주요 결과 : 우리 우주의 원시 재료 대부분은 단순히 빛과 상호 작용하지 않습니다. 평범한 이름은 "암흑 물질"이지만 더 나은 이름은 보이지 않는 물질 일 수 있습니다. We''re는 그것이 무엇인지에 관해 명확히하지 않고있다 (우리는 그 작은 조각 위에서 아직도 연구하고있다). 그러나 어두운 물질은 모든 은하를 넘치게하는 일종의 미세한 입자 인 것처럼 보인다, 여분의 질량과 함께 그들을 imbuding한다. 이 암흑 물질은 빛과 상호 작용하지 않기 때문에 전자기력 과 아무런 관계가 없습니다 . 즉, 단일 물질을 발견하거나 신경 쓰지 않고 정상적인 물질을 통과하기 만하면됩니다. 아무것도없는 무게 이 암흑 물질만큼 강력하고 우주의 깊고 복잡한 문제를 설명하는 측면에서 몇 가지 약점이 있습니다. 가장 주목할만한 것은 천체 물리학 자들이 은하를 은하계로 만드는 수십억 년 동안의 형성과 진화를 추적하는 은하계의 성장에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 실행할 때 그들은 암흑 물질이 실제로는 경향이 있음을 발견했다. 그 은하계의 중심에서 음영이 짙은 밀도까지 올라갔습니다. 그것은 그 자체로 훌륭하고 멋장이 예측이지만 관측과는 완전히 일치하지 않습니다. 우리는 암흑 물질 (눈에 보이지 않는 것을 기억하십시오)을 직접 볼 수는 없지만 정상적인 물질을 포함한 모든 것에 그 영향을 볼 수 있습니다. 암흑 물질은 전자기 게임을 할 수 없지만, 중력은 매우 우호적이며 우주 전체의 질량과 에너지를 갈고 닦을 수 있기 때문에 전자기 게임을 할 수는 없습니다. 그래서 당신이 암흑 물질로 은하계를 메우고, 암흑 물질이 중심부에 많이 덩어리가 생기는 경향이 있다면, 은하 중심에서 많은 양의 체중이 발생하여 주변 가스를 끌어 들일 것입니다. 그 가스가 핵으로 압축되면 축소되고 붕괴되어 거대한 별 형성 이벤트를 촉발시켜 새로운 별들의 새끼를 뿜어냅니다. 즉, 은하의 핵은 가스와 별 의 분자 덩어리를 추적해야합니다 .

은하계 센터는 실제로 매우 부유 한 곳이지만 그다지 풍부하지는 않습니다. 은하 핵은 적외선과 X 선을 사용하여 관찰됩니다. 크레디트 : NASA, ESA, SSC, CXC 및 STScI

은하계 코어에서의 암흑 물질의 행동에 관한 진부한 예측은 완전한 이야기가 아니라는 결론. 우리는 암흑 물질이 하나의 물질이라고 믿을만한 다른 많은 이유가 있기 때문에 무엇이 핵심이 될까요? 떨리는 것들 10 개의 이론 물리학에 문제를 제기하면 12 가지의 해결책이 생깁니다. 그리고 암흑 물질 핵의 "어리 석음"의 경우에, 그들은 모든 종류의 재미있는 설명을 내놓을 수있었습니다. 아마도 암흑 물질은 우리가 생각한 것보다 더 이국적이며, 자연의 새로운 다섯 번째 힘을 통해 약간 상호 작용할 수 있고, 그 자체로 부드러워 질 것입니다. 아마도 암흑 물질은 자연스럽고 따뜻하고 활기찬 태도 일 뿐이며 중심부에 번들로 묶여있을 수도 있습니다. 그 옵션들만큼 멋지 겠지만 어쩌면 그 설명은 좀 더 평범한 것이 될 것입니다. 암흑 물질은 중력을 통해 정상 물질의 행동에 영향을 미칠 수 있으며, 그 반대의 경우에도 마찬가지입니다. 어두운 부분보다 훨씬 부피는 작지만, 우주의 규칙적인 문제는 아주 작은 부분 일지라도 다른 모든 것을 잡아 당겨 퍼뜨릴 수 있습니다. 최근 한 천문학 팀이 암흑 물질과 정상 물질 사이의 연관성을 쉽게 조사 할 수있는 소수의 왜성 은하를 연구했습니다. 그들은이 샘플을 사용하여 별 형성과 중심 밀도 사이의 관계를 찾아 냈습니다. 이 시나리오에서, 은하가 최근의 별 형성을 많이 경험하고, 폭발성 초신성 바람과 다른 변덕스러운 폭발을 일으킨다면, 그것은 핵에서 많은 정상적인 물질을 끌어낼 것이며, 중력은 그것의 일을하고 암흑 물질의 일부를 끌어낼 것입니다 정상적인 물건들과 함께. 이 연구는 흥미로운 결과를 발견했다. 많은 최근 성체 형성 (최근 60 억년 이내에있는)을 가진 드워프 은하 는보다 부드러운 중심 밀도를 가졌지 만 덜 활동적인 형제들은 중심에서 훨씬 더 어색해졌으며이 가설에 찬성했다. 정상적인 물질은 참으로 어둠에 영향을 줄 수 있습니다. 이것이 암흑 물질 의 본질에 대한 수수께끼를 완전히 해결하지는 못하지만 , 그것은 진일보 한 진보입니다. 더 많은 것을 탐구하십시오 : 움직이는 암흑 물질 출처 : 유니버스 투데이

https://phys.org/news/2019-01-dark_1.html