엑시톤 스 (excitons)는 고성능 전자 장치로의 길을 열어줍니다

 

.초고에너지 우주선 이동 경로 컴퓨터 시뮬레이션

 

(울산=연합뉴스) 울산과학기술원은 류동수 자연과학부 교수가 이끄는 국내 연구진이 우주에서 지구로 날아오는 '초고에너지 우주선'(Ultra-High Energy Cosmic Ray) 생성 원인을 밝힐 가설을 제시했다고 3일 밝혔다. 사진은 초고에너지 우주선 이동 경로 컴퓨터 시뮬레이션. 2019.1.3 [울산과기원 제공] canto@yna.co.kr

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.엑시톤 스 (excitons)는 고성능 전자 장치로의 길을 열어줍니다

 

 

2019 년 1 월 4 일 Sarah Perrin, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne , 크레딧 : Mediacom

실내 온도에서 엑시톤 흐름을 제어하는 ​​방법을 개발 한 후에 EPFL 과학자들은보다 에너지 효율적인 전자 장치로 이어질 수있는 이러한 준 입자의 새로운 특성을 발견했습니다. 그들은 실내 온도 에서 엑시톤 흐름 을 제어하는 ​​최초의 장치 였습니다. 그리고 현재, EPFL의 나노 스케일 전자 및 구조 연구소 (LANES)의 과학자 팀은 기술을 한 걸음 더 발전 시켰습니다. 그들은 여기자의 특성 중 일부를 제어하고 그들이 생성하는 빛의 양극을 변화시키는 방법을 발견했다. 이것은 적은 에너지 손실과 열 방출을 겪는 트랜지스터를 가진 차세대 전자 장치로 이어질 수 있습니다. 과학자들의 발견은 계곡 연구 (valleytronics)라고 불리는 새로운 연구 분야의 일부이며 Nature Photonics 에 발표되었습니다 . 엑시톤은 전자가 빛을 흡수하여 고체 양자 물리학에서 불리는 것처럼 더 높은 에너지 레벨 또는 "에너지 밴드"로 이동할 때 만들어집니다. 이 여기 된 전자는 이전의 에너지 밴드 에서 "전자 홀"을 남깁니다 . 그리고 전자는 음전하를 띠고 구멍은 양전하를 띠기 때문에 양자는 쿨롱 (Coulomb) 력이라 불리는 정전기력에 의해 함께 결합됩니다. 여기자 (exciton)라고 불리는이 전자 - 전자 구멍 쌍입니다. 전례없는 양자 특성 여기자는 반도체 및 절연 재료에만 존재합니다. 그들의 특별한 특성은 기본 구조가 단지 원자 두께에 불과한 재료 인 2D 재료로 쉽게 접근 할 수 있습니다. 이러한 물질의 가장 일반적인 예로는 탄소와 몰리브덴이다. 그러한 2D 물질이 결합 될 때, 물질 자체가 가지고 있지 않은 양자 성질을 나타내는 경우가 종종있다. 따라서 EPFL 과학자들은 텅스텐 디스 셀레 나이드 (WSe 2 ) 와이 셀레늄 몰리브덴 (MoSe 2 )을 결합하여 다양한 하이테크 응용 분야에서 새로운 특성을 나타 냈습니다. 레이저를 사용하여 원형 편광을 갖는 광선을 생성 하고 2 개의 2 차원 재료 의 위치를 ​​약간 씩 이동 시켜서 모아레 패턴을 생성함으로써, 그들은 빛의 편광, 파장 및 강도를 변화시키고 조절하기 위해 여기자를 사용할 수 있었다 . 한 계곡에서 다음 계곡으로 과학자들은 전자와 구멍의 에너지의 극단과 관련된 "계곡"이라는 여기자의 성질 중 하나를 조작함으로써이를 달성했다. 이 계곡은 계곡 이름이 나오는 곳으로 나노 수준의 정보를 코드화하고 처리하는 데 활용 될 수 있습니다. "이 기술을 통합 한 여러 장치를 연결하면 데이터를 처리 할 수있는 새로운 방법을 얻을 수 있습니다."라고 LANES의 수석 책임자 인 Andras Kis는 말합니다. " 특정 장치에서 빛 의 편광을 변경하면 연결된 두 번째 장치에서 특정 계곡을 선택할 수 있습니다. 이는 컴퓨팅에서 사용되는 기본 이진 논리 인 0에서 1 또는 1에서 0으로 전환하는 것과 유사합니다 . "

추가 정보 : 연구 팀은 전자 장치를 미래로 가져 오기 위해 여기자를 사용합니다. 추가 정보 : Alberto Ciarrocchi et al. 2 차원 van der Waals 헤테로 구조의 층간 여기자의 분극화 및 전기적 제어, Nature Photonics (2018). DOI : 10.1038 / s41566-018-0325-y 저널 참조 : Nature Photonics :에 의해 제공 로잔 연방 공과 대학교 

https://phys.org/news/2019-01-excitons-pave-higher-performance-electronics.html

 

 

 

.Prickle1 유전자는 새로운 동물 모델에서 전두골 골아 세포의 분화를 조절합니다

 

2019 년 1 월 4 일, Thomarasee Jeewandara, Phys.org 보고서, Beetlejuice 돌연변이 체 (Prickle1Bj / Bj)는 중간 구형과 2 차 구개열을 생성합니다. (a, c) P0 (Prickle1 + / +) (a)과 Prickle1Bj / Bj (c)의 정면 모습. 중앙 갈라진 입술. (b, d) 배아 단계 18.5 (E18.5)에서 태아의 구개판보기. 말하면 내면 갈라진 입술과 2 차 구열을 말한다. P0 태아는 4 % 파라 포름 알데하이드를 조직과 면역 조직 학적 분석을 통해 나타냅니다. 학력 : 과학 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36742-0

기계적으로 해를 입은 두개골은 해마 원시 (두개골 발생)에서 조골 세포의 이동과 분화가 불완전하여 큰 폰탄 세포 와 더 작은 전두골으로 인해 생길 수 있습니다 . 의 Wnt / 평면 셀 극성 신호 경로 (의 Wnt / PCP)는 일반적으로 배아 발달 동안 조직에서 세포의 이동 및 이동을 조절한다. 최근 Craniofacial Regeneration 센터의 Yong Wan 연구진 은 Wnt / PCP 경로의 핵심 요소 인 Prickle1 유전자 에 대한 연구를 중점적으로 연구했다 . 연구를 위해, Wan et al. Prickle1 Beetlejuice ( Prickle BJ ) 라는 이름의 Prickle1의 missense allele을 사용했다 . homozygous Prickle BJ / BJ'Beetlejuice'돌연변이 체는 소두증 이었고 정수리 뼈는 정상 이었지만 불충분 한 전두부 뼈 사이에 커다란 폰탄 세포가 발생했습니다. 동형 접합체 돌연변이는 정중선 갈라진 입술, 불완전 침투성 구개열 및 머리의 근위 원위부 성장 감소와 같은 몇 가지 다른 두개 안면 결손이 있었다. 관찰 과학자들은 감소 의 Wnt / β-catenin이 와 고슴도치 신호를 정면에서 뼈 연구에서 동형 접합 돌연변이의 응축. 결과는 이제 과학적 보고서에 게시됩니다 . 동형 접합체 돌연변이 체에서 전두골 골 모세포 전구체는 지연된 분화를 겪었고 철새 마커의 발현이 감소하여 전두골이 미발달하게되었다. 이 연구는 Prickle1 단백질 기능이 뼈 형성 세포 (골 형성 전구체)의 이동과 분화에 기여했으며 돌연변이 동물 모델에서 그 결핍이 결실을 맺음을 보여주었습니다. homozygous 돌연변이 체 (Prickle BJ / BJ )는 돌연변이 생쥐의 주 산기 사망에 기여하는 심장 유출 관 정렬 불일치와 구개름을 발생시켰다. 따라서, 관찰 된 표현형 특징은 초기 또는 후기 배아 단계에서 나타났다. 

 

 

Homozygous 돌연변이 체 (PrickleBJ / BJ)는 소두증이며 신경 볏 파생 두개골에 결함이 있습니다. (ac, eg) 야생형 마우스 (Prickle + / +) (ac)와 동형 접합체 (homozygous mutant) (예 : littermates)의 거시적 견해. d) 두개골 저장고의 상측 도식, h) 정량화 된 두개골 저장실 측정. 돌연변이 머리는 외부 및 alizarin red / alcian blue로 염색 된 표본에서 측 방향으로 관찰했을 때 근위 - 근위가 짧다. (c, g) 두개골 저장실의 우월한 시야는 앞쪽 사이 봉합 (노란색 선)을 보여줍니다. d) 조직 기원을 보여주는 두개골 보관실의 개략도. 그 아래에 (h)의 측정을위한 개략도가 있습니다. h) 근위 - 원위부 단축은 비강 영역에서 가장 심하다. 약어 : c : 관상 봉합사, f : 전두골, if : 전두엽 봉합사, ip : 골변 골, m : 중배엽, n : 비강 뼈, ncc : 신경 - 크레스트 세포, p : 정수리 뼈, s : 시상 봉합. 신용:Scientific Reports , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36742-0

본질적으로, craniofacial 복합은 3 개의 뚜렷한 지역을 포함한다 : 두개골 보관소, 두개골 기초 및 얼굴. 두개골 기초는 braincase의 바닥과 해골 금고 (지붕)를 형성합니다. 골 연골 성 골화 를 통한 두개골 기본 형태의 뼈, 두개골 골격의 골 형성은 intramembranous 골화를 통해 발생합니다. 양 두개골 볼트 및 뇌베이스 배아 기원 (신경망 크레스트 유도되거나 유도 mesodermally)의이다. 연구 모델에서, Beetlejuice 돌연변이 체 (Bj)는 Prickle1 유전자 (C161F)에 점 돌연변이를 가지고 있었고, Bj C161F 돌연변이는 세포질 단백질 Prickle1 의 기능 에 해를 끼쳤다. 인간의 단백질 돌연변이는 대개 가족 간질 과 관련이 있습니다. 돌연변이 표현형은 기절 한 팔다리 와 구개열 을 포함하는 C251X로 알려진 Prickle1의 또 다른 독립적 인 점 돌연변이와 일치했다 . 유전자의 단백질 생성물은 세포질에서 광범위하게 발현되는 반면, 두개 안면 골 형성에서의 그 역할에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 현재의 연구에서 Wan et al. alcian blue 및 alizarin red 조직학 염료를 사용하여 머리의 뼈와 연골을 분석했습니다. homozygous 돌연변이 두개골은 작았고, 머리의 근위 - 원위 길이는 두개골의 내측 - 외측 폭의 증가와 함께 감소되었다. 결과는 야생형 마우스 (Prickle + / + ) 에서 해골 저장고의 전체 길이에 비강 뼈의 기여도가 통계적으로 유의하게 감소 함을 보여주었습니다 .

 

Prickle1Bj / Bj 정면 뼈의 증식 또는 세포 자멸 률의 변화 없음. 배아 단계 12.5 (E12.5)에서, 조직학 (haemotoxylin 및 eosin) 염색법 (a, f), TUNEL 염색법 (b, g) 및 항원 성 염색체 분석을 위해 Prickle1 + / + 및 Prickle1Bj / , BrdU 면역 형광 증식 (c, h) 및 포스 포 히스톤 H3 면역 조직 화학 (d, i)으로 인한 유사 분열. (a, d) 전립선 뼈 mesenchymal 결로 (검은 윤곽선) 야생 유형 (a)와 Prickle1Bj / Bj (f) littermates 모두에 존재합니다. (b, g) TUNEL 양성 세포는 눈 근처 (화살촉)에서 발견되었고 정면 골 기원에서 발견되지 않았다. (c, h) BrdU 양성 세포 (녹색)는 야생형 (c) 및 Prickle1Bj / Bj (h) 동종의 정면 골격 primordium (흰색 윤곽선)에서 발견됩니다. (디, i) 야생형 (d)과 Prickle1Bj / Bj (i) littermates의 정면 골격 primordium에서 거의 양성인 PHH3 양성 세포 (갈색)가 발견되지 않는다. (e) 전두골의 원시에서 BrdU 양성 세포의 비율에는 차이가 없다. (j) genotypes 사이의 정면 뼈에서 PHH3 양성 세포의 수에 차이가 없다. 신용:Scientific Reports , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36742-0

대조적으로, 동형 접합체 돌연변이 체 (Prickle BJ / BJ )에서 전체 길이에 대한 전두골의 기여는 증가했지만 정수리 뼈의 비율은 변하지 않았다. 결과를 종합 해 볼 때, Prickle1 단백질 기능은 전두골 발달의 모든 단계에서 필요하다는 것을 나타냅니다. Wan et al. 야생형 vs 돌연변이 배아에서 단백질의 조직 분포를 조사함으로써 개발중인 두개골 저장실에있는 Prickle1의 기능에 중점을 두었다. 연구팀은 Prickle1 돌연변이가 정면 골 개발 과정에서 두 가지 결함을 일으킨다는 사실을 발견했다. 여기에는 골아 세포 분화가 지연되고 전두골의 이동이 감소했다. 이러한 정면 골 결손은 또한 cleidocranial dysplasia (CCD) 의 표현형 스펙트럼에서 관찰되었다 . 관찰 된 전두부 뼈의 부전은 잠재적으로 증식과 세포사의 결함으로 발생할 수 있습니다 . 과학자들은 배아 단계 12.5 (E12.5)에서 야생형 대 돌연변이 동물의 전두골 응축을 관찰함으로써 Haematoxylin 및 Eosin (H & E) 조직학 염색을 사용하여 전두골 응축을 관찰하여 전두골 응축이 전형적으로 발생하는 연구를 수행했다. 그 후, 그들은 TUNEL 세포 사멸 분석 을 실시 했는데, 그 결과는 어느 쪽의 유전자형에서도 아폽토시스 세포 (TUNEL 양성 섭취를 통해 묘사 됨)가 거의 나타나지 않았다.

 

 

정면 골 기본에서 지연된 골화. 배아 단계 12.5 Prickle1 + / + (a - c) 및 Prickle1Bj / Bj (d - f) littermates에 Digoxigenin (DIG) - 라벨 섹션 in situ 하이브리드 화. Prickle1Bj / Bj 돌연변이의 전두골 골 모세포에서는 Runx2 (a, d), Alkaline phosphatase (ALP) (b, e) 및 Osterix (c, f)의 발현 수준이 야생형 대조군 배아에 비해 감소했다. 학점 : 과학 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36742-0

 

이번 연구에는 돌연변이 대 야생형 마우스의 BrdU 표식 세포 수가 포함되어있어 증식하는 세포의 비율에도 차이가 없음을 보여 주었다. 그 후, 적극적으로 분열하는 세포의 수를 형광체 - 히스톤 H3 면역 조직 화학을 사용하여 시험하여 동배의 분열 세포의 수에 차이를 나타내지 않았다. 세포 사멸과 증식에 변화가 없었기 때문에, 과학자들은 골 형성 분화가 정확히 일어나고 있는지를 시험하기로 결정했다. 이를 위해 완 (Wan) 등 은 전립선 뼈의 조골 세포와 골아 세포에서 알칼라인 포스 파타 아제 (ALP)와 오스테릭스 (OSX, 또한 Sp7로 알려짐 ) 의 발현을 평가하기 위해 RNA in situ hybridization 실험을 수행했다 . 그들은 RUNX2 의 발현을 결정했다. RUNX2 는 두개골에서 골아 세포 공약의 초기 표지자이고, ALP는보다 성숙한 골아 세포의 표지자이다. 배아 단계 15.5 (E15.5)에 의해, Runx2, ALP 및 OSX의 발현은 야생형 교배 자와 비교하여 돌연변이 정면 뼈의 바깥층에서 감소 하였다. 과학자들은 전립선 뼈에서 지연되는 막간 성 골화 (mesenchymal tissue의 뼈로의 전환)가 저산소증의 Beetlejuice 돌연변이를 일으킨다 고 결론 지었다. Prickle1 유전자는 새로운 동물 모델에서 전두골 골아 세포의 분화를 조절합니다 조골 모세 혈관에서 골아 세포의 이동이 감소합니다.

 

 

조골 모세 혈관에서 골아 세포의 이동이 감소합니다. Twist1, Msx1, Msx2 및 Engrailed1 (En1) ~ E12.5 Prickle1 + / + (a-d) 및 Prickle1Bj / Bj (e-h) 관상 절편에 대한 DIG 표지 된 섹션 in situ 하이브리드 화. (a, e) 야생형과 비교하여 Prickle1Bj / Bj에서 Twist1의 발현이 감소했다. (b, f) Msx1의 발현은 야생형에 비해 돌연변이 체에서 감소한다. (c, g) Msx2의 발현은 야생형에 비해 Prickle1Bj / Bj에서 약간 감소한다. (d, h) En1의 발현은 야생형과 비교하여 Prickle1Bj / Bj에서 유사하다. 학점 : 과학 보고서 , doi : https://doi.org/10.1038/s41598-018-36742-0

Wan et al. 돌연변이 체에서 표준 Wnt 및 Hedgehog (HH) 신호의 수준을 연구함으로써 결함있는 신호 시스템이 관찰 된 지연된 전두골 골 형성을 유도하는지 여부를 결정했다. 결과 는 돌연변이 동물에서 실제로 (두개골 발달에 필요한) HH 신호 전달 의 수준이 결함 이 있음을 시사했다 . 마지막으로 야생 형과 돌연변이 형종 에서 마커 ( Engrailed1 (En1), Twist1 , Msx1 , Msx2 )를 사용하여 골아 세포 이동의 표지자에 in situ hybridization을 수행했다 . 표식자의 발현 수준은 돌연변이 체의 전두골 초기에서 감소했다. 결과는 Prickle1 단백질 기능이 두개골 저장실 개발의 모든 단계에서 조골 세포 전구체의 세포 이동 을 중재하는 데 필요함을 시사했다 . 이러한 방식으로, Wan et al. 소두증 의 병인을 이해하기 위해 Beetlejuice 돌연변이 마우스를 새로운 모델로 분석했다 . 소두증에서 얼굴과 두개골의 성장 패턴을 결정하기 위해 현재 사용중인 동물 모델의 수는 제한적입니다. 과학자들은 새로운 마우스 모델에서 두개 안면 부위의 성장 감소에 기여하는 것을 보여주기 위해 Prickle1 돌연변이와 관련하여 연구에서 유전자, 분자 및 물리적 메커니즘을 결합시켰다. Wan et al. 세포 이동과 각 구획 (뇌, 두개골 보관소 및 두개골 기저부)의 변경이 소두증, 옹벽 무늬 형성 및 성장의 발달에 어떻게 기여 하는지를 이해하는 작업을 계속할 것입니다. 추가 탐구 : 두개골의 발생 학적 연구는 공룡과 조류의 관계를 밝혀줍니다.

자세한 정보 : Yong Wan 외. Prickle1은 전립선 골 골아 세포의 분화를 조절합니다 ( Scientific Reports , 2018). DOI : 10.1038 / s41598-018-36742-0 Osteogenesis : 뼈의 발달. www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10056/ Shiqin Zhang 외. Runx2on Bone 개발의 투여 량 의존적 영향, Journal and Bone and Mineral Research (2009). DOI : 10.1359 / jbmr.090502 Angel Pan et al. 두개골 개발에서의 고슴도치 시그널링의 리뷰, Frontiers in Physiology (2013). DOI : 10.3389 / fphys.2013.00061 S Mundlos et al. 전사 인자 CBFA1이 관여하는 돌연변이는 Cleidocranial Dysplasia, Cell (2004)의 원인 이다. DOI : 10.1016 / S0092-8674 (00) 80260-3 저널 및 참고 문헌 : Scientific Reports Journal of Bone and Mineral Research Cell 

https://phys.org/news/2019-01-prickle1-gene-differentiation-frontal-bone.html

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

.선구적인 달 탐사선에서 중국 로버가 장치를 가동합니다

 

Ken Moritsugu의 2019 년 1 월 5 일 ,  2019 년 1 월 4 일에 제공된이 사진에서 중국의 달 탐사선 Yutu-2는 신화 통신사 (Xinhua News Agency)를 통해 중국 국가 우주국 (National Space Administration)에 의해 달의 먼 쪽 표면에 닿은 착륙선을 이탈 한 후 바퀴 자국을 남긴다. 중국의 우주 당국은 모든 시스템이 우주선과 로버를 타고 달의 먼쪽에 선구적인 착륙을했다고 말합니다. (중국 국가 우주국 / 신화 통신사, AP 통신)

모든 시스템은 중국 우주선으로 가고 탐사선은 달의 멀리 떨어진 곳에 처음으로 착륙 한 후 관측 장비를 가동 할 것이라고 중국 국가 우주국 (National Space Administration)이 말했다. 제이드 래빗 2 로버 (Jade Rabbit 2 rover)는 베이징 통제 센터로 데이터를 전송하는 중계 위성과의 디지털 전송 링크를 구축하는데 성공했다고 항공 우주국이 금요일 웹 사이트에 게시했다. 로버의 레이더와 파노라마 카메라가 활성화되어 정상적으로 작동하고있다. 이 기관이 발표 한 사진에 따르면 Chang'e 4 우주선이 목요일에 닿았을 때 멀지 않은 시점에서 로버가 멈췄다. Chang'e 4는 중국 달의 여신의 이름을 따서 지어졌으며 지구의 반대쪽을 바라보고있는 달의 먼 쪽에서 부드러운 착륙을하는 최초의 공예 기술입니다. 2013 년 중국의 Chang'e 3을 포함한 이전의 착륙은 가까이에있었습니다. 로버를 진입로에서 내 보낸 후 우주선은 5 미터 (16 피트)의 저주파 라디오 안테나 3 개를 배치 했다고 중국 우주국 은 전했다. Chang'e 4는 또한 지형 카메라로 찍은 이미지를 되돌려 보냈습니다. 연구자 들은 지구의 무선 신호 가 달에 의해 차단 된 멀리 떨어진 우주로부터의 저주파 관측이 과학자들이 태양계 초기와 우주 최초의 항성 탄생에 관해 더 많은 것을 알 수있게 되기를 희망한다 . 그러나 하버드 대학 천문학 자 Avi Loeb는 멀리 떨어진 곳에서 정보를 되돌려 보내야하는 중계 위성이 하늘을 오염 시킨다는 것에 주목했다. 선구적인 달 탐사선에서 중국 로버가 장치를 가동합니다. 이 사진은 목요일, 2019 년 1 월 3 일 중국 국가 우주국 (Xinhua News Agency)의 Yutu-2 (중국의 달 탐사차)가 제공 한 것입니다 . 더 "우리가 전파 간섭을 깨끗하게 유지한다면 , 달 의 먼 쪽은 전파 천문학에 아주 좋다"고 그는 말했다. 먼 쪽은 달의 궤도에서 여러 번 관찰되었지만 결코 표면을 탐험하지 않았습니다. 그것은 지구에서 볼 수없고 상대적으로 알려지지 않았기 때문에 일반적으로 "어두운면"이라고 부릅니다. 햇빛이 부족하기 때문이 아닙니다. "그것은 멀기 만합니다. 어둡거나 가벼울 수 있습니다."Loeb은 시간에 따라 말했다. 선구적인 상륙은 우주에서 미국, 러시아 및 유럽과 경쟁하려는 중국의 야심을 강조한다. 중국의 우주 공동체와 대중은 모두 미국과의 비교를 통해이 성취에 자부심을 느낀다. 중국의 우주 계획은 미국에 뒤지지 만 유인 비행과 우주 정거장 계획의 전조로 여겨지는 우주 실험실을 포함하여 지난 15 년 동안 큰 발전을 이루었습니다 .

더 자세히 살펴보기 : 중국은 달의 먼 쪽을 최초로 표면 탐사를 시작합니다 . 

https://phys.org/news/2019-01-chinese-rover-powers-devices-moon.html