순수한 액체에서 안정된 구조물 조형

.日탐사선 '하야부사2'가 착지한 소행성 표면

(사가미하라[日 가나가와현] AP/교도통신=연합뉴스) 22일 일본 가나가와현 사가미하라의 日우주항공연구개발기구(JAXA)에서 JAXA 관계자가 우주 탐사선 하야부사2의 소행성 '류구'(龍宮) 착지 상황을 설명하고 있다. JAXA는 이날 오전 6시 14분쯤 하야부사2가 지구로부터 약 3억4천만㎞ 떨어진 '류구'의 고도 약 500ｍ에서 착륙 판단을 한 뒤 서서히 하강해 오전 7시 48분쯤 표면에 닿았다가 상승 중이라는 데이터를 얻은 것으로 알려졌다. bulls@yna.co.kr

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One Day - Gary Moore

 

 

.외계 생명체 탐색을 돕는 DNA와 같은 분자를 만드는 연구

2019 년 2 월 21 일 Dwayne Brown / NASA의 Elizabeth Landau 외계 생명체 탐색을 돕는 DNA와 같은 분자를 만드는 연구 이 그림은 4 개의 새로운 DNA (시안 색, 분홍색, 자주색, 주황색)에 추가하여 일반 DNA (녹색, 적색, 청색, 황색)의 네 가지 정보 성분을 사용하는 하치모지 DNA라는 새로운 합성 DNA 분자의 구조를 보여줍니다. 학점 : 인디애나 대학교 의과 대학

NASA가 자금을 지원 한 획기적인 연구에서 과학자들은 DNA와 마찬가지로 정보를 저장하고 전송할 수있는 분자 시스템을 합성했습니다. 이 전례없는 위업은 DNA 기반 생명체에 대한 대안이있을 수 있음을 시사합니다. 우리가 지구에서 알고있는 것처럼, 다른 세계에서는 가능할 수있는 생명을위한 유전 시스템입니다. 이 새로운 분자 시스템은 새로운 생명체가 아니며, 지구 밖의 생명체를 찾는 과학자들은 그들이 찾고있는 것을 재고 할 필요가 있음을 시사한다. 이 연구는 목요일 과학 잡지 ( Science Magazine)에 실렸다. DNA는 유전 정보 를 저장하고 전달하는 복잡한 분자이며 지구상에있는 모든 살아있는 유기체에서 부모로부터 자손에게 전달되며 그 구성 요소에는 뉴클레오티드라는 네 가지 주요 성분이 포함되어 있습니다. 그러나 다른 세계에서의 삶은 어떻습니까? NASA의 행성 과학부의 로리 글레이즈 (Lori Glaze) 연구원은 "생명체 탐지는 NASA의 행성 과학 임무의 점점 더 중요한 목표이며,이 새로운 연구는 우리가 우리가 찾는 범위를 확대 할 효과적인 도구와 실험을 개발하는 데 도움이 될 것" . 다른 세계에서 발견되는 외국 구조의 종류를 상상하는 한 가지 방법은 지구상에 무언가를 만들려고 노력하는 것입니다. 플로리다 Alachua에있는 Applied Molecular Evolution 재단의 스티븐 베너 (Steven Benner) 연구팀은 한 가지 핵심 영역을 제외하고는 DNA와 같은 새로운 정보 용 분자 시스템을 성공적으로 만들었습니다. 새로운 분자는 8 가지 정보 용 성분을 가지고 있습니다 4 명. 합성 DNA는 지구 생명체에 존재하는 4 개의 뉴클레오타이드 (아데닌, 시토신, 구아닌 및 티민)를 포함하지만, 정규 DNA에서 정보 성분의 구조를 모방 한 4 개의 다른 것들도 포함한다. 결과는 정보를 저장하고 전송할 수있는 이중 나선 구조입니다. 오스틴에있는 텍사스 대학, 인디애나 폴리스에있는 인디애나 대 의과 대학 및 미시간 주 앤아버에있는 DNA 소프트웨어 연구소와 협력 한 Benner의 팀은 그들의 창조물 인 "하치모지"DNA (일본인 "하치" "및"모지 "는"문자 "를 의미 함). Hachimoji DNA는 DNA가 살아있는 시스템에서 정보를 저장, 전송 및 전개 할 수 있도록하는 모든 구조적 요구 사항을 충족합니다. "이 연구는 하치모지 DNA의 모양, 크기 및 구조의 역할을 신중하게 분석함으로써 외계 생명체에서 외계 생명체에 정보를 저장할 수있는 분자의 유형에 대한 이해를 넓혀줍니다"라고 Benner는 말했습니다. 과학자들은 다른 유전 시스템이 생명의 토대가 될 수있는 것과 이국적인 유기체가 발견 될 수있는 곳의 문제에 관해 할 일이 훨씬 더 많습니다. 그러나이 연구는 우리가 열악한 환경에서 스스로를 구성 할 수있는 방법에 대한 더 많은 연구를 할 수있는 문을 열어 놓았지만, 아직 상상하지 못했던 삶의 형태로 가득 찰 수 있습니다. NASA 본부의 Astrobiology 수석 연구원 인 Mary Voytek는 "우리의 계측기 설계 및 임무 개념에서 가능한 것이 무엇인지에 대한 폭 넓은 이해를 통합하면 지구 밖의 삶을보다 포괄적으로 검색 할 수있게 될 것입니다. NASA의 목표 중 하나는 한때 흐르는 물과 두꺼운 대기가 있었던 화성과 같은 다른 행성에서 생명체를 찾는 것입니다. 또는 두꺼운 얼음층 아래에서 광대 한 수질의 바다가 휘젓는 유로파 (Europa)와 엔 셀라 두스 (Enceladus)와 같은 외부 태양계의 달입니다. 그 세계에서의 삶이 우리 DNA를 사용하지 않는다면 어떨까요? 우리는 어떻게 그것을 인식 할 수 있습니까? 이 새로운 DNA는 이러한 질문에 대답하는 열쇠 일 수 있습니다. 이 작품은 또한 삶의 일부로 정보에 관심있는 사람들에게도 흥미가 있습니다. "8 개의 뉴클레오타이드 문자를 가진 DNA가 정보를 저장하고 전송하는 데 적합하다는 발견은 삶에 필요한 가능성에 대한 우리의 지식에 획기적인 발전 "이라고 바하마 나소 소재 Templeton World Charity Foundation의 Andrew Serazin 사장은 말했다. 이 작품을 지원했습니다. "이것은 템플턴 세계 자선 재단이 물리학 및 생물학에서 정보가 수행하는 기본적인 역할을 이해하는 데 도움이되는 탐구에 큰 공헌을합니다."

더 탐험 : 새로운 NASA의 연구 컨소시엄을 생명의 기원을 해결하기 위해 더 자세한 정보 : 하치 모지 DNA와 RNA : 8 개의 빌딩 블록을 가진 유전 시스템, Science 22 Feb 2019 : Vol. 363, Issue 6429, pp. 884-887, DOI : 10.1126 / science.aat0971 , http://science.sciencemag.org/content/363/6429/884 저널 참조 : 과학 제공 : NASA 

https://phys.org/news/2019-02-dna-like-molecule-aid-alien-life.html

 

 

.분자의 가장 차가운 양자 가스를 만드는 연구원

2019 년 2 월 21 일, 국립 표준 기술 연구소 JILA 연구진은 가장 차가운 양자 분자 가스를 만든다. JILA의 칼륨 - 루비듐 분자의 저온 양자 가스에 대한 작가의 인상. 크레디트 : 스티븐 버로우즈 / JILA JILA의 연구자들은 고전 물리학의 엄격한 입자 성질 대신에 양자 역학의 파동 패턴을 따르는 오랜 수명의 기록적인 저온 가스를 만들었습니다. 이 가스의 생성은 디자이너 화학 및 양자 컴퓨팅과 같은 분야의 발전 가능성을 높여줍니다. 과학 2 월 22 일호에 실린이 연구팀 은 50 나노 캘빈 (nK) 정도의 낮은 온도에서 칼륨 루비듐 (KRb) 분자 가스를 생산했다 . 이론적으로 가능한 가장 낮은 온도 인 절대 온도가 0보다 높은 50 억분의 1 정도의 켈빈입니다. 분자는 가능한 가장 낮은 에너지 상태에 있으며, 퇴화 된 페르미 가스로 알려진 것을 구성합니다. 양자 가스에서 모든 분자의 특성은 특정 값으로 제한되거나 사다리의 렁이나 음계의 음처럼 양자화됩니다. 가장 낮은 온도로 기체를 냉각시키는 것은 연구자들에게 분자에 대한 최대의 제어를 제공한다. 관련된 두 개의 원자는 서로 다른 부류에있다. 칼륨은 페르미온 (양성자와 중성자라고하는 홀수의 아 원자 구성 요소를 가짐)이고 루비듐은 보존이다 (아 원자 구성 요소가 짝수). 생성 된 분자는 페르미 문자를 갖는다. JILA는 국립 표준 기술 연구소 (NIST)와 콜로라도 볼더 (Colorado Boulder) 대학이 공동으로 운영합니다. JILA의 NIST 연구원들은 수년 동안 ultracold 분자를 이해하고 제어하기 위해 노력 해왔다. 초분자 분자는 많은 내부 에너지 레벨을 가질뿐만 아니라 회전하고 진동하기 때문에 원자보다 더 복잡하다. JILA 팀은 10 년 전에 최초의 분자 가스를 만들었습니다 . "가스를 만드는 기본 기술은 이전에 사용한 것과 똑같지 만 원자력의 냉각을 크게 개선하고 에너지가 가장 적은 국가에서 더 많이 생성하는 등의 새로운 트릭이 있습니다."NIST / JILA 6 월 Ye 펠로우는 말했다. "이것은 더 높은 변환 효율을 가져 오므로 더 많은 분자를 얻을 수 있습니다." JILA 팀은 250nK에서 100,000 개의 분자를 생산했으며 50nK에서 25,000 개의 분자를 생산했습니다. 지금까지 가장 차가운 2 원자 분자는 최대 수만 개에서 수백 켈빈 이상의 온도에서 생산되었습니다. JILA의 최신 기체 온도 기록은 양자 효과 가 고전적 효과로부터 물려 받기 시작 하는 수준 (약 1/3)보다 훨씬 낮으며 분자는 수 초 동안 지속됩니다. 즉 놀라운 수명을 보입니다. 새로운 가스는이 분자들의 물질 파동이 그것들 사이의 거리보다 길어서 서로 겹치게하여 새로운 실재물을 창조하기에 충분할만큼 차고 빽빽하게되는 최초의 기체입니다. 과학자들은이 양자 퇴화를 부른다. (양자 물질은 입자 또는 물질 파동, 즉 입자 위치 확률의 파형 패턴처럼 행동 할 수 있습니다.) 양자 축퇴는 또한 어쨌든 외인인 경향이있는 페르미온 입자 사이의 반발력의 증가를 의미하며, 화학 반응이 적고 가스가 안정적으로됩니다. 이것은 과학자들이 개별 분자의 화학적 성질에 직접적으로 영향을주는 집단 양자 효과를 관찰 한 최초의 실험이다. "이것은 대량으로 안정한 분자의 최초의 양자 퇴화 가스이며, 화학 반응은 억제되어 아무도 예상하지 못한 결과"라고 Ye 씨는 말했다. 이 실험에서 생성 된 분자는 루비듐 원자에서 양전하를 띠고 칼륨 원자에서 음전하를 띠기 때문에 극성 분자라고 부릅니다. 그들의 상호 작용은 방향에 따라 다양하며 전기장으로 제어 할 수 있습니다. 따라서 극성 분자는 중성 입자에 비해 더 조정 가능하고 강한 상호 작용 및 추가 제어 "손잡이"를 제공합니다. 이 새로운 초저온은 연구자들이 양자 대 고전 환경에서의 화학 반응을 비교하고 전기장이 극성 상호 작용에 어떻게 영향을 미치는지 연구 할 수있게합니다. 실제적인 실질적인 이익에는 새로운 화학 공정, 하전 된 분자를 양자 비트로 사용하는 양자 컴퓨팅을위한 새로운 방법 및 분자 클록과 같은 새로운 정밀 측정 도구 가 포함될 수 있습니다 . 분자를 만드는 과정은 레이저 빔에 의해 가두어 진 매우 차가운 칼륨과 루비듐 원자의 가스 혼합물로 시작합니다. 정밀하게 조정 된 자기장을 원자 전체에 휩쓸어 과학자들은 각 유형의 원자 하나를 포함하는 크고 약하게 결합 된 분자를 만듭니다. 이 기술은 Ye의 동료 인 Deborah Jin이 2003 년 세계 최초로 Fermi 응축수를 시연 한 데서 시작되었습니다 . 이 비교적 푹신한 분자를 가스를 가열하지 않고 단단히 결합 된 분자로 변환하기 위해, 과학자들은 서로 다른 주파수에서 작동하는 두 개의 레이저를 사용합니다. 각기 다른 에너지 점프로 공명하여 결합 에너지를 열 대신 빛으로 변환합니다. 분자는 근적외선 레이저 광을 흡수하고 적색 광을 방출합니다. 이 과정에서 분자의 90 %는 중간 에너지 상태를 통해 가장 낮고 안정된 에너지 수준으로 변환됩니다.

추가 정보 : 최초로 가시화 된 극저온 원자와 분자 사이의 충돌 공명 추가 정보 : Luigi De Marco et al. 극성 분자의 퇴화 된 페르미 가스, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aau7230 저널 참조 : 과학 제공 : 국립 표준 기술 연구소 

https://phys.org/news/2019-02-coldest-quantum-gas-molecules.html#nRlv

 

 

.순수한 액체에서 안정된 구조물 조형

2019 년 2 월 21 일, Thamarasee Jeewandara, Phys.org 기능 ,  압력 구동 형 네마 틱 마이크로 플로어에서 배수 영역의 핵 형성. (A) 사용 된 상부 및 하부 표면에 대한 실험. IR, 적외선; ITO, 인듐 주석 산화물. (B) 채널의 네마 틱은 흐름이없는 상태에서 교차 된 형태의 마침표가 맺어지며 모양이 뒤섞인 흐름을 보자. n은 네마다 틱 도를 좋아합니다. NLC가 날아 오르면 (N) 단계로 급냉 된 등 동성 (Iso) 섬을 가리킨다. 덩어리가 맺어지면 결점이 생기고 결점이 생기고 결점이 생기고 결점이 생길 때까지 기다린다. (C) 데이터베이스의 데이터베이스 (database)의 데이터베이스 (database)는 매개 변수를 매개로 매개 변수를 조정할 수있다. 교차 된 화살표는 편광자의 방향을 의미합니다. 각 전체 화면은 방향과 질적 속도를 나타냅니다. 학력 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav4283

진동 흐름 및 광 펄스는 액정 에서 재구성 가능한 구조를 생성하는 데 사용될 수 있습니다 . 재료 과학자들은 조심스럽게 미세 유체 흐름과 국소화 된 광열 장을 조심스럽게 조작 하여 핵 영역의 성장, 성장 및 모양을 제어 할 수 있습니다. 비교해 보면, 열역학적 평형의 순수한 액체 는 구조적으로 균질하다. 이론과 시뮬레이션을 바탕으로 한 실험적 연구 결과에 따르면 액체가 비평 형 상태로 유지되면 결과 구조물이 무한정 안정화 될 수 있습니다. 조각 된 액체는 다양한 의료, 의료 및 산업 응용을 위해 외부 자극과 상호 작용하기 위해 용질 및 입자를 광학 활성 구획으로 선택적으로 캡슐화하는 미세 유체 장치에서 응용 분야를 찾을 수 있습니다. Science Advances에 발표 된 최근의 연구 에서 슬로베니아와 미국의 Tadej Emeršič와 동료들은 순수한 네마 틱 액정 (NLC)을 개발 하여 여러 외부 장의 동시 적용으로 재료의 결함과 재구성 가능한 상태를 동적으로 조작했습니다. 고형물은 기능을 조작하기 위해 조작 할 수있는 속성 인 동시에 구별되는 구조상을 나타낼 수 있습니다 . 그러나 평형 상태의 순수한 액체 에서는 결정립계 및 결함에 해당하는 구조상의 상이 발생하지 않습니다. 액체가 표면을 적시 는 능력을 포함하여 다수의 매력적인 특징을 나타내지 만높은 확산 계수와 절대적인 준수를 입증 할 때, 고유의 균질성 때문에 액체에 추가 기능을 포함시키는 것은 어렵습니다. 복잡한 행동은 다 성분 합성 및 생물학적 혼합물에서 관찰되며 결과 구조는 균형이 맞지 않는 상황에서 발생하기 때문에 조작하기가 어렵습니다. 이러한 상황은 일반적으로 친수성 영역 과 소수성 영역 사이의 가파른 혼 화성 및 경사도를 갖는 다중 성분을 포함 한다. 

적당한 네마 틱 마이크로 플로우에서 레이저 핵 생성 다우 너 도메인의 팽창과 수축. 도메인의 수명은 임계 속도와 초기 크기에 비례합니다. 30fps에서 교차 편광판으로 기록한 시야 크기는 480 μm x 120 μm입니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav4283

과학자들은 살아있는 식민지와 생물 흡착 된 합성 물질 의 형태로 활성 물질 을 개발했습니다 . 그들은 계면 활성제 나노 입자 와 제어 된 비평 형 시스템 에 의존하여 액체 혼합물에 소수성 / 친수성 도메인을 인쇄 하여 다양한 유변학 적 정권 사이의 움직임과 전환을 증명했습니다. 액정 (LC)은 자발적 대칭 파괴, 위상 학적 결함, 방향 정렬 및 외부 자극 기반 위상 전환과 같은 관심있는 현상을 연구하기 위한 이상적인 시스템 입니다. 네마 틱 액정 ( Nematic Liquid Crystal , NLC)은 질서 정연한 위치가없는 가장 간단한 형태의 액정 분자이며 분자 방위의 수준에서 순수한 액체와 구별됩니다. NLC는 마이크로 리액터 역할을 하고 미래의 응용 분야에서 고유의 중합 반응을 수행 할 수있는 다양한 특성을 가지고 있습니다 . 현재이 분야의 연구는 실험적으로 진행되고 있습니다. 예를 들어 속도와 분자 배향의 여러 분야에서 위상 결함 사이의 잠재적 크로스 토크를 강조하는 마이크로 유체 환경에서 네마 틱 플로우가 있습니다 . 이 연구에서, 과학자들은 실제로 마이크로 유체 감금, 유체 유량 및 레이저 펄스 를 결합하여 제어되는 극 위상 도메인을 생성함으로써 실험적으로 성취 된 NLC와의 위상 인터페이스를 처음으로 관찰 했습니다. Emeršič et al. 직사각형 단면을 갖는 선형 미세 유체 채널에서 수행 된 모든 실험에서 단일 성분 네마 틱 재료 인 펜틸 - 시아 노비 페닐 (5CB)을 사용 하였다. 과학자들은 표준 소프트 리소그래피를 사용하여 폴리 디메틸 실록산 (PDMS) 릴리프 및 인듐 주석 산화물 (ITO) 코팅 유리 기판을 사용하여 채널을 가공했습니다.절차. 그들은 그 다음 열 유동 시험을 시작하기 전에 가열 된 등방성 상 (isotropic phase)에서 5CB로 마이크로 유체 채널을 채우고 네마 틱 상으로 냉각시켰다. 또한 과학자들은 마이크로 채널 벽을 화학적으로 처리 하여 5CB 분자를 고정시키기 위해 강력한 수직 성 표면을 설계했습니다 .

수치 적으로 시뮬레이션 된 네마 틱 마이크로 플로우에서 다우 저 도메인 확장 및 축소. 강하게 또는 약한 압력 구동 흐름에 따라 팽창 또는 수축을 진행하는 채널에서 레이저로 유발 된 결함 루프를 시뮬레이션합니다. 위쪽 : 결함 루프를 보여주는 채널의 윗면. 하단 : 다우 너 구조의 진화를 보여주는 측면도. 5CB의 탄성 상수가 계산에 채택됩니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav4283

이 연구는 준 2 차원 (2D) 배향 물질 위상의 이상적인 실험 모델을 나타 냈습니다. 미세 유동 채널 내의 초기 정지 상태에서, 가열 된 물질은 검은 색으로 보였다. 흐름이 켜지면 흐름의 속도에 따라 복굴절 모양이 검은 색에서 밝은 색으로 변했습니다. 흐름 정렬 도메인은 유행에 따라 성장하거나 멸종하기 위해 이런 식으로 진화했다. 재료 과학자 인해 소위 그것의 유사에 의한 재료 및 '수맥 기사 상태'로 유동 배향 상태의 절 프로필 유동 체제 '바우 상태'라는 nematostatics에서 수맥 기사 필드 nematostatics는 전하가, 정전기학과 유사한 탄성 네마 틱 재료의 밀도. 다우 너 (dowser) 상태는 자체의 탄성 동작, 위상 학적 결함 및 솔리 톤 (일정 속도로 전파하면서 모양을 유지하는 단독 웨이브 패킷)을 사용 하여 이방성 방향을 갖습니다 . 비교하면, 단순화 된 2D보기에서 바우어 상태는 효과적으로 등방성이며 단순합니다. 과학자들은 이러한 위상 영역의 모양, 분할 및 합체를 제어 할 수있었습니다. Emeršič et al. 실온에서 모든 실험을 수행하여 압력 구동 마이크로 유체 흐름 제어 시스템으로 마이크로 채널의 유체 흐름을 구동 및 제어했습니다. 그들은 편광 현미경을 사용하여 마이크로 채널에서 5CB의 흐름 방식, 재배 향 동적 특성 및 유동 구동 변형을 연구했습니다. 과학자들은 광원으로 1064 nm에서 작동하는 IR 파이버 레이저와 빔을 정밀하게 조작하기 위해 전산 시스템에 의해 구동되는 한 쌍의 음향 - 광학 디플 렉터 를 사용하여 역 현 광학 현미경 주위에 레이저 핀셋을 만들었습니다 .

이동하는 레이저 스폿으로 벌크 다우 너 상태를 절단하여 dowser 도메인의 꾸준한 흐름을 생성합니다. dowser와 bowser 상태 (검정색) 사이의 위상 경계를 가로 지르는 레이저 가열 된 네마 틱상의 등방성 섬을 가로 지르게함으로써 균일 한 dowser 도메인을 생성 할 수 있습니다. 30fps에서 교차 편광판으로 기록한 시야 크기는 480 μm x 120 μm입니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav4283

이 연구에서, 흐름 정렬 된 습지 상태는 강한 흐름에서는 안정하지만 약한 흐름에서는 불안정했다. 유속에 따라 수치 시뮬레이션에서 볼 수 있듯이 수맥 영역은 실험에서 성장하고 줄어들 수 있습니다. 과학자들은 도메인의 성장 및 축소 기준을 계산하여 도메인을 성장, 축소 또는 소멸시키는 방법을 제시했습니다. 신중하게 레이저 족집게를 적용함으로써, 과학자들은 레이저가 물질의 상 경계면을 녹인 이동하는 레이저 스폿으로 원래의 벌크 수하물을 해부함으로써 도메인의 안정된 흐름이 생성 될 수 있음을 보여주었습니다. 더 높은 유속에서 성장하는 영역 은 따라서 낮은 광도에서 정적 레이저 빔을 사용하여 세로로 절반으로 나눌 수 있습니다. 레이저 족집게는 생성 된 수맥 영역의 크기, 수 및 수명을 동적으로 제어 할 수 있었으며,주기적인 유속을 조절하여 추가로 조작 할 수있었습니다. 예를 들어, 균일 한 흐름 하에서, dowser field는 흐름의 방향에 따라 균일하게 정렬되어 속도의 정권에 따라 성장하거나 수축합니다. 과학자들은 10 초 이상 안정적으로 유지 될 수있는 일정한 크기의 영역으로 흐름을 조정하고 능동적으로 제어 할 수있었습니다.

 

레이저 작용 및 진동 흐름 하에서 다우 너 도메인의 체계적인 재 형성. (A) 벌크 수족관을 가로 지르는 레이저 빔을 가로 질러 움직이면 균일 한 "열차"의 영역이 막혀 버린다. (B) 80mW의 저출력에서의 정적 빔은 작은 등방성 영역을 생성하여 큰 수맥 영역을 길이 방향으로 반으로 자른다. (C) 원하는 평균 유속을 유도하는 값 주위에서 구동 압력을 주기적으로 조절함으로써 장 시간 및 길이 스케일에 걸쳐 도메인의 모양 및 크기를 유지할 수 있습니다. (D) 교류 흐름 하에서, 흐름 방향이 바뀔 때마다 수맥 영역은 방향을 바꾼다. 재배 향은 급격한 색 변화로 현미경으로 볼 수있는 표면 지점 결함과 재배치 전면을 만듭니다. 에너지 적으로 바람직하지 않은 "오래된"방향은 좁은 2π 솔리 톤으로 줄어들고 도메인 경계를 좁 힙니다 (검은 색 화살표). (E) 충분히 빠른 흐름 역전은 솔리톤으로 연결된 점 결함 쌍을 생성합니다. 흐름이 꺼지면 특성 길이가 무한대로 이동하고 솔리톤이 확장되어 투과 광도 (삽입)에서 고유 특성을 나타냅니다. 느린 잔류 유동에서는 흐름 정렬 부품이 부적절한 방향의 부품보다 느리게 수축합니다. 스케일 바, 20 μm. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav4283

게다가, Emeršič et al.에 의해 개발 된 모델에서, 그들은 dowser 영역에 대해 흐름 방향이 어떻게 역전 될 수 있었는지를 보여 주었고, 이전의 평형 상태로부터의 방향의 빠른 반전을 가져왔다. 또한, 다우 너 필드 는 5CB 네마 틱 재료 의 제어, 흐름 조절 및 광학 조정 을 결정하기 위해 채널 두께의 외부 자기장 및 전기장 및 그라디언트에 연결할 수 있습니다. 과학자들은 연구에서 복굴절을 통해 외부 자극에 대한 직접적인 반응을 명확하게 관찰하고 이를 재료의 점탄성 및 유변학 적 특성을 측정하는 데 적합한 방법으로 결정했습니다. Emeršič et al. 이전에 액정 템플릿으로 나타낸 바와 같이 실제로는 그러한 밀폐 체적에서 화학 반응을 수행 할 가능성을 염두에 두어야합니다 . 그 외에도 Emeršič와 동료들이 제시 한 원리를 기반으로 3D 프린팅 시스템은 액체를 포함하도록 설계 될 수 있으며, 복잡한 형상과 비평 형 구조가 만들어지고 안정화 될 수 있습니다. 이 연구에서 표준 thermotropic LCs를 사용하여 개발 된 실험 모델은 또한 네마 틱 행동을 가진 활성 및 생물학적 물질로 전환 할 수 있습니다. 제안 및 시연 된 방법은 생물 물리학, 화학 및 화학 공학 분야의 잠재적 응용 분야와 함께 재료 과학의 기술 도구입니다.

추가 정보 : 통합 미세 유체 시스템을 이용한 다 재료 3-D 레이저 마이크로 프린팅 더 많은 정보 : Tadej Emeršič et al. 순수한 액체로 안정된 구조물을 조각하는 것, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aav4283 Xiaoguang Wang 외. 분자 자기 조립의 주형 인 액정의 위상 학적 결함, Nature Materials (2015). DOI : 10.1038 / nmat4421 Anupam Sengupta et al. 가변 유동 쉐이핑을위한 액체 미세 유체 공학, Physical Review Letters (2013). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.110.048303 Gareth P. Alexander et al. 제작자 주 : 콜로퀴움 (Colloquium) : 이형 루프, 점결함 및 네마 틱 액정의 모든 것들 [Rev. 모드. Phys.RMPHAT0034-686184, 497 (2012)], Modern Physics (2012)의 리뷰 . DOI : 10.1103 / RevModPhys.84.1229 저널 참조 : 과학 진보 자연 재료 물리 리뷰 현대 물리학의 리뷰 편지

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.열전도를 동결하는 방법

2019 년 2 월 21 일 비엔나 기술 대학교 , 케이지의 원자는 두 가지 방향으로 진동 할 수 있습니다. 학점 : Vienna University of Technology

물리학 자들은 전기를 전도하는 우수한 단열재를 만들 수있는 새로운 효과를 발견했습니다. 이러한 물질은 폐열을 전기 에너지로 변환하는 데 사용될 수 있습니다. 매일 우리 는 가정에서의 기술적 장치뿐 아니라 대형 에너지 시스템에서도 폐열 의 형태로 귀중한 에너지를 잃습니다 . 그것의 일부는 "열전 효과"의 도움을 받아 회복 될 수있었습니다. 뜨거운 장치에서 추운 환경으로 의 열 흐름 은 직접 전력으로 변환 될 수 있습니다. 그러나이를 달성하기 위해서는 매우 특별한 성질의 재료가 필요합니다. 그것들은 좋은 전기 도체가되어야하지만 불량한 열 도체 - 두 가지 요구 사항이 조화를 이루지 않아야합니다. 전 세계의 연구원들이 그러한 물질을 찾고 있습니다. 케이지와 같은 구조를 지닌 특정 물질은 TU Wien에서 연구 된 포접 화합물과 같이 특히 유망한 것으로 판명되었습니다. 이제는 정교한 조사를 거친 결과, 이러한 재료의 특히 낮은 열전도도를 설명 할 수있는 놀라운 효과가 입증되었습니다. 원자 교도소 "Clathrates는 매우 특별한 구조를 가진 결정체입니다."라고 비엔나 공과 대학교의 고체 물리 연구소 (Institute of Solid State Physics)의 Silke Bühler-Paschen 교수는 설명합니다. "그들의 결정 격자 는 개별 원자가 잠겨 있는 작은 우리를 포함하고 있으며, 이 원자 들은 결정의 나머지 부분을 보지 않고 단일 세포에서 앞뒤로 진동 할 수있다"고 말했다. 고체의 열은 원자의 진동 형태로 존재합니다. 결정이 가열 될 때, 진동은 어떤 점에서 원자 사이의 결합이 깨지고 결정이 녹을 때까지 강해진다. Silke Bühler-Paschen은 "진동에는 두 가지 유형이 있습니다. "이웃 한 원자들이 강하게 결합되어 있다면, 한 원자의 진동은 이웃에 직접 전달 될 수 있고 열파가 물질을 통해 확산된다. 원자 들간의 결합이 강할수록 파의 전파가 빠르며 그러나 만약 원자가 단지 이웃에 매우 약하게 결합되어 있다면, 이는 천체 케이지 (clathrate cage)에있는 원자와 마찬가지로, 다른 것들과는 크게 독립적이며, 열파는 매우 느리다 "고 말했다.

 

Silke Bühler-Paschen 교수. 학점 : Vienna University of Technology

새로운 효과 : 콘도와 같은 포논 산란 Silke Bühler-Paschen의 논문의 일부로, Matthias Ikeda는이 두 종류의 열파 사이의 특정 상호 작용으로 인해 우수한 열 절연체라는 것을 발견했습니다. Matthias Ikeda는 정확하고 광범위한 측정을 수행했습니다. 약간 다른 성질을 가진 일련의 결정체 가 TU Wien에서 생산되어 신중하게 측정되었습니다. "결국 우리는 아무도 우리에게 처음에 믿고 싶지 않은 것을 증명할 수있었습니다. 열 전도성을 억제하는 지금까지 알려지지 않은 물리적 효과가 있습니다. 우리는 Kondo와 같은 포논 산란 (phonon scattering)이라고 부릅니다."라고 Matthias Ikeda는 말합니다. 결정 구조로 인해, 포접 된 케이지 내의 원자는 두 개의 특정 방향으로 우선적으로 진동한다. "열 파가 도착하면 짧은 시간에 그런 진동으로 일정한 상태로 들어가게됩니다. 열선은 포위 된 케이지에있는 원자의 진동 방향을 변화시킵니다"라고 Silke Bühler-Paschen은 말합니다. "이 과정은 열파 속도를 늦추 므로 열전도도는 낮아진다. 비록 포접 기선이 전기를 전도한다고하더라도 우수한 열 절연체이다." 열전기를위한 더 나은 재료 이것은 정확히 산업 규모에서 열전 효과를 사용하는 데 필요한 재료 특성의 조합입니다. 뜨거운 물질은 적절한 물질을 사용하여 차가운 물체에 연결되며 그 사이의 에너지 흐름은 직접 전기로 변환 될 수 있습니다. 한편으로는 재료가 전류를 전도해야하지만, 한편으로 열을 너무 빨리 전도함으로써 온도를 평형 시켜서는 안됩니다 . 그렇지 않으면 더 이상 효과를 사용할 수 없습니다. Silke Bühler-Paschen은 "이 프로젝트는 매우 많은 시간을 소비했으며 수많은 실험 외에도이 효과의 배후에있는 양자 물리적 과정을 이해하기 위해 광범위한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발해야했습니다. "그러나 가치가있었습니다 : 포논 (phonon) 산란과 같은 개념을 사용하면 포접 선의 거동을 이해하는 것이 훨씬 쉬워졌습니다. 따라서 우리는 열전 응용 분야에 가장 효율적인 재료 를 찾기 위해보다 의도적으로 연구 할 수 있습니다 ."

추가 정보 : 갇힌 원자로 전기 생성 추가 정보 : MS Ikeda 외. 열전기 포접 계에서 콘도와 같은 포논 산란, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-08685-1 저널 참고 자료 : Nature Communications 제공 : Vienna University of Technology

https://phys.org/news/2019-02-how-to-freeze-heat-conduction.html#nRlv

 

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

 

 

."AI 맹신 말라"…일 민간기구, AI 활용 `체크 리스트' 공개

송고시간 | 2019-02-22 10:35 데이터 공개·AI에 전적 의존 말고 인간 관여 권장

(서울=연합뉴스) 이해영 기자 = 기업의 채용과 금융기관의 대출심사 등 인공지능(AI) 활용 분야가 갈수록 넓어지고 있는 가운데 일본의 민간 단체가 평가받는 개인이 불이익을 당하는 일이 없도록 하기 위한 '지침'(안)을 마련했다. 업계의 자율규제를 촉구하는 내용이다. IT(정보기술)기업과 전문가들로 구성된 '퍼스날 데이터+α연구회'는 IT 활용에 관한 기업의 설명 책임 등 19개 항목의 체크 리스트를 정리했다고 아사히(朝日)신문이 22일 전했다. 인공지능 인공지능 [게티이미지뱅크 제공] AI로 개인정보를 분석해 유행 등의 경향을 파악하거나 평가하는 기법은 '프로파일링(profiling)'이라고 불린다. 이를 통해 얻은 예측 결과를 토대로 해당자의 취미와 기호에 맞는 광고를 선택해 노출시키는 등 다양한 용도로 쓰인다. 개인정보보호법상 프로파일링에 대한 규정은 명확하지 않아 이용자가 모르는 사이에 프로파일링을 통해 얻은 개인정보를 토대로 신용카드 이용한도가 변경되는 등의 불이익을 당할 우려도 있다. AI활용에서 특히 문제가 되는 건 인공지능이 어떤 과정을 거쳐 특정 결론에 이르렀는지 그 과정을 알 수 없는 이른바 '블랙박스화'다. 연구회는 지침에서 AI가 사용한 예측 모델이 어떤 데이터를 이용했는지 밝히는 등 기업이 설명책임을 다해야 한다고 지적했다. 또 평가과정을 완전히 AI에 맡기지 말고 사람이 관여하는 방안을 검토하라고 촉구했다. 연구회 사무국장으로 헌법 전문가인 야마모토 다쓰히코(山本龍彦) 게이오(慶應)대학 교수는 "앞으로 프로파일링 결과가 개인에게 미치는 영향이 더 커질 것"이라고 지적하고 "위험에 대비할 필요가 있다"고 강조했다. 지침이 확정되면 AI를 이용하는 기업에도 도움이 될 것으로 기대된다. 연구회에 참가한 민간기업 담당자는 "규칙이 제정되면 기업으로서도 잠자고 있는 인재 관련 데이터를 적극 이용하기 쉬워질 것"이라고 말했다. 연구회는 새 회계연도가 시작되는 4월 이후 지침(안)을 제언으로 정리해 업계단체별로 자율규제를 마련하도록 촉구한다는 계획이다. 필요할 경우 정부에 개인정보보호법 개정도 제안한다는 방침이다. 일본 정부도 작년 12월 개인정보보호와 설명책임, 국적과 성별 등으로 차별을 받지 않도록 공평성과 투명성을 갖추고 혁신성을 확보, 국경을 넘어 데이터를 이용할 수 있는 환경 마련 등을 내용으로 하는 AI활용 7대원칙을 마련했다. 일본 정부는 6월 오사카(大阪)에서 열릴 주요 20개국(G20) 정상회의에서 국제원칙제정을 제안한다는 계획이다. lhy5018@yna.co.kr

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