수영 미생물은 스스로를 수학적 순서로 조종한다

.패스트푸드로 차려진 대학풋볼 우승팀 초청 백악관 오찬

(워싱턴 AP=연합뉴스) 도널드 트럼프 미국 대통령(가운데)이 4일(현지시간) 미 대학풋볼 FCS 전국 챔피언십을 딴 노스다코타주립대 풋볼팀을 백악관 오찬에 초청, 햄버거와 감자튀김, 샌드위치 등 패스트푸드를 대접하며 참석자들과 얘기를 나누고 있다.

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이젠 사랑할수 있어요 - 해바라기

.3-D bioprinted, 혈관 화 된 근위 세뇨관은 인간 신장의 재 흡수 기능을 모방합니다

로 하버드 대학 근위 세뇨관 채널에서 녹색으로 염색 된 근위 세뇨관 상피 마커와 인접한 혈관 채널에서 적색으로 염색 된 혈관 내피 마커를 갖는 3D 생체 혈관 화 된 근위 세뇨관의 면역 형광 염색. 확대 된 단면은 두 개의 상이한 세포 유형이 각각의 채널에서 관류 가능한 관류 가능한 구조를 형성한다는 것을 예시한다. 학점 : 하버드 대학교 Wyss Institute

매일 우리의 신장은 우리 몸의 내부에 폐기물, 소금 및 과도한 액체가 축적되는 것을 막기 위해 지속적으로 혈액을 씻어내는 어려운 과제를 해결합니다. 이를 달성하기 위해 신장의 약 1 백만 개의 여과 단위 (사구체)가 먼저 폐수와 귀중한 영양소를 혈류에서 제거한 다음 근위 세뇨관으로 알려진 특수 구조를 "양호한"분자로 재 흡수하여 혈류로 되돌립니다. 근위 세뇨관의 재 흡수 기능은 약물, 화학 물질 또는 유전 및 혈액 매개 질환에 의해 손상 될 수 있지만 이러한 영향이 어떻게 발생하는지에 대한 우리의 이해는 여전히 제한적입니다. Wyss Institute의 핵심 교수진 인 Jennifer Lewis, Sc.D.와 Wyss Institute의 3-D 기관 공학 구상 (J-Dental Engineering Initiative)에서 일하는 그녀 팀 은 인체 이외의 신장 재 흡수 연구를 가능하게하기 위해 스위스 로슈 혁신 센터 바젤, 3 차원 혈관 근위 세뇨관 모델을 만든에서 독립적으로 관류 세관 및 혈관조작 된 세포 외 기질 내에서 서로 인접하여 인쇄된다. 이 연구는 기능적 혈관 구획이 아직 부족한 팀이 이전에보고 한 연속적으로 관류 된 3 차원 근위 세뇨관 모델을 바탕으로합니다. 팀은 차세대 장치를 사용하여 환자의 당뇨병과 관련된 고혈당의 영향과 함께 근위 세뇨관에서 혈관으로의 포도당 수송을 측정했습니다. 그들의 연구는 National Academy of Sciences ( PNAS ) 의 논문집에 발표되었다 . Lewis는 하버드 존 A. 폴슨 (Harvard John A. Paulson) 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS)의 Hansjörg Wyss 교수, 하버드 줄기 세포 연구소 (Harvard Stem Cell Institute)의 예술 및 과학 교수 인 Jianmin Yu 교수입니다. 루이스 박사 팀의 로슈 연구원이자 박사후 연구원 인 닐 린 박사는 "우리는 며칠 내에 이러한 생체 신장 장치를 구성하고 몇 달 동안 안정되고 기능적으로 유지 될 수있다. 중요한 것은이 3-D 혈관 화 된 근위 세뇨관이 원하는 상피 세포 및 내피 세포 형태와 내강 구조뿐만 아니라 핵심 구조 단백질과 수송 단백질의 발현과 정확한 위치 및 관과 혈관 구획이 각각의 다른." 약물 및 모델링 질환을 테스트하기위한 첫 번째 단계로서, 팀은 당뇨병에 전형적으로 나타나는 높은 포도당 상태와 혈관 질환에 대한 알려진 위험 인자를 정상적인 포도당 농도보다 4 배 더 높은 순환을 통해 모델에 유도했습니다 근위 세뇨관 구획. Wyss 연구소와 SEAS의 루이스 그룹 연구 및 연구원 공동 저자 인 Kimberly Homan 박사는 "우리는 포도당이 혈관 내피 세포에 전달되어 세포 손상을 일으킨다는 것을 발견했다. . "근위 세뇨관 상피 세포 에서 주요 포도당 전달체를 특이 적으로 억제하는 세뇨관을 통해 약물을 순환시킴으로써 , 팀의 즉각적인 초점은 제약 애플리케이션에 사용하기 위해이 모델을 더욱 확장하는 것입니다. "우리의 시스템은 신장 독성에 초점을 맞춘 약물 라이브러리를 스크리닝하여 동물 실험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 연구에 공동 저자이자 업계 공동 연구자 인 Annie Moisan 박사와 Roche Innovation Center Basel의 수석 과학자는 말했습니다. . "맞춤화 된 효능과 안전성이 마약에 대한 임상 반응 예측의 궁극적 인 목표이기 때문에, 예를 들어 환자 특정 및 질환 세포를 통합함으로써 그러한 모델의 생리 학적 관련성을 높이기위한 우리와 다른 사람들의 지속적인 노력에 감탄하고있다." "우리의 새로운 3-D 신장 모델은 원시 신장 조직에서 발견되는 근위 세뇨관 부분을보다 완벽하게 되풀이하는 흥미 진진한 진보이다."라고 루이스는 말했다. "약물 스크리닝 및 질병 모델링을위한 즉각적인 적용 이외에, 우리는 또한 이러한 살아있는 장치가 신장 투석 을 증가시키는 데 사용될 수 있는지 여부를 조사하고 있습니다 ." 현재 생명을 구하는 투석기는 혈액을 걸러 내지 만 신체 기능의 많은 부분에 필요한 여액에서 귀중한 영양소와 다른 종을 추출 할 수 없기 때문에 특정 결점과 합병증을 유발할 수 있습니다. Lewis와 그녀의 동료들은 3 차원 바이오 프린팅 혈관 튜브가 신장 대체 요법의 개선을 가져올 것이라고 믿고있다. "이 연구는 인체에서 장기간에 걸쳐 인간의 질병과 약물 관련 연구를 수행 할 수있는 인간의 신장 공학에 중요한 진전을 가져 왔으며 Wyss Institute의 3-D 기관 공학 구상 필요로하는 환자를위한 향상된 기능성을 갖춘 기능성 장기 교체를 목표로하고 있습니다. "라고 Hys and Vascular Biology Program의 Judah Folkman 교수 인 Wyss Institute 창립 이사 Donald Ingber 박사는 말했습니다. Boston Children 's Hospital, SEAS의 생물 공학 교수 등이 있습니다.

추가 탐색 설계된 미니어처 신장은 나이에 들어온다. 더 자세한 정보 : Neil YC Lin el al., "3D 혈관 화 된 근위 세뇨관 모델의 신장 재 흡수," PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1815208116 하버드 대학교에서 제공

https://techxplore.com/news/2019-03-d-bioprinted-vascularized-proximal-tubules.html

.수영 미생물은 스스로를 수학적 순서로 조종한다

위스콘신 - 매디슨 대학의 Chris Barncard에 의해 2019 년 3 월 4 일 수영 미생물은 스스로를 수학적 순서로 조종한다. 편모와 함께 액체를 통해 "밀어 넣는"작은 수영 생물체의 시트는 시트를 비대칭으로 휘게하는 액체의 힘을 만들어 주며 수축하는 주름을 만듭니다. 신용 : Saverio Spagnolie

무한한 액체 웅덩이에서 임의의 방향으로 헤엄 칠 수있는 수천 가지 미생물을 자유롭게하면 명령의 처방처럼 들리지 않을 수 있지만 결국에는 떼가 자신의 흐름을 따라갑니다. 위스콘신 - 매디슨 대학 (University of Wisconsin-Madison)의 수학자 Saverio Spagnolie가 이끄는 이론 모델링은 여러 종류의 작은 수영자가 생성 한 힘이 예측 가능한 방식으로 모든 것을 쓸어 버릴 것이라는 것을 보여줍니다. "각각의 입자가 다른 모든 입자에 의해 생성 된 흐름을 경험할 때 실제로 놀라운 효과가 자연스럽게 나타날 수 있다는 것이 알려져 있습니다"라고 Spagnolie는 말합니다. "헤엄 치는 사람의 흐름과 방향은 어떤 개별 입자보다 훨씬 더 긴 길이의 길이로 응집되어 같은 방향으로 수영하는 거대한 무리의 유기체와 어쩌면 의도하지 않게 함께 작동합니다." 세포 분열을 담당하는 개별 세포 내부의 단세포 유기체 및 필라멘트와 같이 쉽게 볼 수없는 너무나 많은 사람들의 움직임은 재료 과학, 공학 및 생화학 분야의 연구에 결정적으로 중요합니다. UW-Madison의 Spagnolie와 Arthur Evans, Flatiron Institute와 New York University의 물리학자인 Christopher Miles와 수학자 Michael Shelley는 입자가 각각의 흐름을 만들어내는 큰 입자들의 상호 작용을 시뮬레이션함으로써 입자가 얇은 시트로 빈 유체 로 확장 될 수 있다면, 집단 운동은 유체 역학 에서 완전히 다른 고전적 문제에서 이미 사용 된 방정식으로 설명 될 수 있습니다 . 이 그룹은 오늘 Physical Review Letters 지에 그 결과를 발표했다 . "10,000 개 또는 100 개 또는 심지어 10 개의 궤도를 따라 다니는 궤적을 해결한다면, 무슨 일이 일어나는지 알기가 어렵습니다. 깊은 구조를 놓칠 수 있습니다."국립 과학 재단 (National Science Foundation)의 지원을 받고있는 Spagnolie의 말입니다. 그러나 입자가 충분하다면, 흐르는 물이나 공기를 표현하는 방정식을 도출하는 것과 같은 방식으로 입자의 지역 집단의 속도와 밀도를 나타내는 방정식을 사용하여 활성 유체의 한 유형으로 볼 수 있습니다. "

https://youtu.be/qhhtvKjjRhM

수영 입자 시트의 컴퓨터 시뮬레이션 (노란색의 최고 농도, 푸른 색 빈 액체)이 작용하게되면 힘과 흐름이 구부러지며 분산되어 유기체를 응집 된 무리처럼 보이게합니다. 신용 : Saverio Spagnolie

연구진은 유체를 통해 적극적으로 밀거나 당기는 여러 가지 방법으로 움직이는 입자에 대한 관련 방정식을 연구했으며, 세포 내 미세 소관과 같이 편모 및 거위와 같은 능동적 부속기가없는 분자 수단을 통해 스스로를 밀거나 당기는 유형 모션으로 Spagnolie는 "그 섭동으로부터 운동의 폭발이있었습니다. "그리고 나서 우리는 서로 다른 유형의 입자에 다른 힘이 어떻게 작용하는지 지켜 봅니다." 예를 들어, 헤엄 치는 사람의 단단한 식민지는 그들이 향하고있는 방향에 수직 인 선으로 뻗어 있지만, 푸셔의 식민지는 운동의 방향으로 빠르게 늘어나고, 그 다음 캐스케이드에서 반복적으로 구부린다 축소 폴드. "이러한 개인은 유체 상호 작용으로 인해 수동적으로 함께 그룹화 할 수 있으며, 이로 인해 독립 입자로는 얻을 수없는 대규모 사건과 효과가 생기고 영양염 혼합 및 항균제에 대한 박테리아 내성과 같은 많은 생물학적 기능과 관련됩니다 박테리아 스웜 (swarm)과 바이오 필름 (biofilms)에서 "라고 Spagnolie는 말한다. 연구진은 예기치 않게 플레이트 사이에 갇혀 있거나 토양을 통해 분산 된 유체의 움직임을 묘사하는 것과 같은 잘 알려진 방정식과 비슷한 액티브 시트의 급속한 성장에 대한 이론적 인 설명이 유체가있는 지점에서 작업하는 다른 사람들에게 유용 할 것이라고 믿습니다 박테리아 및 미세 소관과 같은 소형 발동기와 상호 작용합니다. "이것은 벌크 유체를 침입하는 농축 입자 의 이론적 고려 사항 중 하나입니다 ."라고 Spagnolie는 말합니다. "이것은 실험을 선도하는 이론의 사례가 될 것이며, 그러한 실험을 수행하는 연구자들에 의해 검증되거나 무효화 될 수있는 예측을 제공 할 것"이라고 말했다. 더 자세히 알아보기 : 하이 앵글 나선은 박테리아가 수영하는 것을 돕습니다.

추가 정보 : Rafael D. Schulman et al. 탄성 필름으로 덮인 물방울은 원형, 타원형 또는 거의 사각형이 될 수 있습니다. 신체 검사 문안 (2018). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.121.248004 저널 참조 : Physical Review Letters 제공 : University of Wisconsin-Madison

https://phys.org/news/2019-03-microbes-mathematical.html

.Magnonic 장치는 많은 잡음없이 전자 장치를 대체 할 수 있습니다

2019 년 3 월 4 일, 홀리 오버, 캘리포니아 주립 대학 - 리버 사이드 , 송수신 안테나 사이에 마그노닉 전류 또는 스핀파를 생성하는 칩. 크레디트 : UC 강변의 Balandin Lab

트랜지스터와 같은 전자 장치는 점점 작아지고 곧 전기 전류를 기반으로하는 기존 성능의 한계에 부딪 히게됩니다. 과학자들이 그들을 통제하는 방법을 더 잘 이해할 필요가 있지만, 마그네틱 전류에 기초한 장치 - 특정 자성 물질 에서 자화의 파동 또는 스핀파 와 관련된 준 - 입자 는 업계를 변화시킬 것입니다. 캘리포니아 대학 (University of California, Riverside)의 엔지니어들은 처음으로 마그논 전류의 전파와 관련된 소음 수준을 연구함으로써 실용적인 마그노닉 장치 개발에 중요한 단계를 밟았습니다. 잡음이나 전류 흐름의 변동은 전자 장치가 실용적인 응용 분야에 적합한 지 여부를 측정하는 데 중요한 척도입니다. 소음이 장치 성능에 영향을 미치기 때문에 시끄러운 마그논 (magny)이 어떻게 발생하는지 더 잘 이해하면 엔지니어가 더 나은 장치를 개발하는 데 도움이됩니다. 모든 기존 전자 장치는 금속 또는 반도체와 같은 전기 도체를 기반으로합니다. 전자가 이러한 물질을 통과함에 따라, 전기 저항, 가열 및 에너지 소산을 초래하는 산란을 경험하게됩니다. 전류가 와이어 또는 반도체를 통과 할 때 필연적 인 가열은 에너지 손실을 초래합니다. 더 높은 밀도의 트랜지스터를 가진 더 작은 장치 및 칩은 가열로 인한 에너지 손실을 가속화합니다. 기존의 전자 전류를 사용하는 장치는 거의 작게 만들 수없는 시점에 있습니다. 새로운 종류의 재료는 타고난 운동량의 일종 인 스핀으로부터 발생하는 자기 적 특성을 가지고 있습니다. 개별 "덩어리"또는 스핀파의 단위는 magnons이라고합니다. 마그논은 전자와 같은 진실한 입자는 아니지만 입자처럼 행동하며 그렇게 취급 될 수 있습니다. 스핀파라고 불리는 에너지의 파급 효과는 전자를 움직이지 않고 에너지를 전달하기 위해 전기 절연 재료를 통과하여 움직일 수 있습니다. 이것은 마그논이 많은 열을 발생시키지 않고 많은 에너지를 잃지 않고 전파 될 수 있음을 의미합니다. magnonics 라고 불리는 전자 분야의 새로운 분야는 정보 처리 및 저장뿐만 아니라 감각 응용 을위한 장치를 전자 대신에 magnons의 전류를 사용하여 만들려고 시도합니다 . 전자 노이즈는 오랫동안 알려져 왔지만 지금까지 마그논 노이즈를 조사한 사람은 아무도 없습니다. UC Riverside의 Marlan 및 Rosemary Bourns 공과 대학의 전기 및 컴퓨터 공학과의 저명한 교수 인 Alexander Balandin이 이끄는 팀은 송수신 안테나 사이에 마그노닉 전류 또는 스핀파를 생성하는 칩을 만들었습니다. 실험에 따르면 magnons는 저전력 수준에서는 시끄럽지 않습니다. 그러나 고전력 레벨에서 잡음은 장치 의 성능을 저해하는 무작위 전신 신호 잡음 (random telegraph signal noise)이라고 불리는 광범위한 변동에 의해 지배되는 특이한 것이되었다 . 소음은 전자에 의한 소음과는 현저하게 다르며 마그노닉 장치를 만드는 방법에 대한 제한을 식별합니다. "매그 닉 장치는 저전력으로 작동하는 것이 바람직하다"고 Balandin 씨는 말했다. "마그논의 소음은 저출력에서는 신중하지만 권력의 특정 임계점에서는 높고 이산 적이라고 말할 수 있습니다. 이것은 마그노닉 장치의 신중한 매력을 구성하며, 소음 수준을 낮게 유지하기위한 가능한 전략을 알려줍니다. " 비정상적인 소음 특성의 발견이 마그노닉 장치의 개발을 방해합니까? "아니요, 정보 처리의 목표는 저전력으로가는 것입니다."라고 Balandin이 말했습니다. 현재 Balandin의 연구 그룹은 기본 사항을 이해하기 위해 일반 구성 요소를 사용하여 실험을 수행하고 있습니다. 그들의 첫 번째 실험 장치는 비교적 큽니다. 그들은 마그논 소음의 물리적 메커니즘을 조사하고 그러한 장치의 실질적으로 축소 된 버전을 테스트 할 계획입니다. "마그논의 이산 소음"이라는 신문은 Applied Physics Letters 의 특집 기사 이며 다음 호의 표지에도 게재 될 것입니다. Balandin 외에도 Sergey Rumyantsev, Mykhaylo Balinskyy, Fariborz Kargar, Alexander Khitun이 있습니다.

추가 정보 : Magnonic 간섭계는 에너지 효율적인 정보 처리 장치를 향한 길을 열었습니다. 더 자세한 정보 : S. Rumyantsev et al, The magn of magnons, Applied Physics Letters (2019). DOI : 10.1063 / 1.5088651 저널 참조 : Applied Physics Letters :에 의해 제공 - 리버 사이드 캘리포니아 대학

https://phys.org/news/2019-03-magnonic-devices-electronics-noise.html#nRlv

.고온에서 상온 초전도에 접근하는 Superhydrides

2019 년 3 월 4 일, 미국 물리 학회 초전도가 뜨거워지고 있습니다. 이 이미지는 메가 바 압력에서 초고온도에서 상온 부근의 초전도성을 보여줍니다. 신용 : Russell Hemley / GWU

이론은 금속 수소가 실온에서 초전도체가되어야한다고 제안한다. 그러나이 물질은 실험실에서 아직 생산되지 않았습니다. 금속 superhydrides는 금속 수소의 구조와 비슷한 구성의 수소 원자로 포장됩니다. 모델은 유사하게 행동해야한다고 예측합니다. 란탄의 초 염화물 샘플을 만들고 테스트했으며, 2019 년 3 월 AP 통신에서 보스톤에서 러셀 헴리 (Russell Hemley)가 재료 연구에 대한 그의 연구를 설명합니다. 이 나라에는 550 만 마일의 전력선이 있습니다. 각국은 현재 에너지를 잃고 있습니다. 낮은 저항의 송신기가 발견 될 경우 진행되는 2 ~ 4 %의 오버 헤드 손실이 감소되거나 제거 될 수 있습니다. 1911 년에 초전도가 발견 된 이후로 많은 제로 저항 재료가 실험실에서 시연되었습니다. 불행히도 이러한 초전도체는 저온을 필요로합니다. 상온 또는 그 근처에서 작동하는 상용 가능한 초전도체에 대한 발전 은 물리학, 재료 과학 및 에너지 기술 의 꿈입니다 . 슈퍼 하이드 리드는 조지 워싱턴 대학교 (George Washington University)의 과학자들에 의해 2017 년 실내 온도 에 근접한 온도 에서 초전도성을 나타낼 것으로 예측되었습니다 . 이제이 과학자들은 실험실에서이 새로운 종류의 물질에 대한 예측을 확인했습니다. 그 결과는 저항 손실없이 전기 전송을 추구하는 중요한 단계가 될 수 있습니다. 이번 주 Boston에서 열리는 2019 American Physical Society March Meeting에서 러셀 헴리 (Russell Hemley)는이 종류의 물질에서 초전도에 관한 최신 연구를 발표 할 예정입니다. 그는 또한 작업을 설명하는 기자 회견에 참여할 것입니다. 이 보도 자료의 끝에는 원격으로보고보고 질문 할 수있는 로그온 정보가 포함되어 있습니다. 이론은 금속 수소의 비 냉각 된 초전도 - H 핵이 자신의 원자가 전자의 비편 재화 된 대역에서 함께 분쇄되는 응축 상을 예측합니다. 전도대는 정력적으로 위에 놓여있어 금속 수소가 전도됩니다. 따라서 그것은 알칼리 금속처럼 행동 할뿐만 아니라 매우 높은 온도의 초전도체 로도 작용합니다 . 여전히 가설적인 자료를 만드는 데 필요한 압력은 현재의 실험 기법의 범위로 추정됩니다. 그 관찰에 대한 미확인 된보고가있었습니다. 그러나 결과는 재현되지 않았습니다. 정상 온도 초전도체를 추구하는 관련 방법은 금속 수소를 모방 할 수있는 수소가 풍부한 물질에 초점을 맞추고있다. George Washington University 그룹의 예측에 따르면 금속 초 염화물 (MHx x> 6)이 유망한 것으로 나타났습니다. 이 물질들은 금속 수소 의 구조와 유사한 형태로 수소 원자로 채워져 있다 . 조지 워싱턴 대학 (George Washington University) 팀은 작년에 란탄 수퍼 하이드 라이드 (lanthanum superhydride)와 같은 물질을 합성했으며, 최근 실험에서 물질은 사실 초전도체임을 확인했습니다. 그들은 200 만 기압에 가까운 압력 하에서 LaH10 시편을 만들기 위해 다이아몬드 앤빌 셀 을 사용했습니다. 샘플의 전기 저항이 급격히 떨어졌습니다. 초전도는 거의 실온까지 계속되었다. 이러한 측정은 이론적 인 예측과 잘 일치합니다. 고온 초전도로의 진보는이 실험실에서 계속 될 것입니다. 냉각되지 않은 초전도성의 진보는 압력을받지 않는 접근에 대한 새로운 방향을 제시 할 것이다. "결과는 초전도에 대한 연구에서 새로운 장을 열어야한다"고 Hemley는 말했다. "이 작품은 새로운 창조의 '디자인에 의한 재료'의 중요성을 보여줍니다 자료를 ." 더 자세히 살펴보기 : 연구원들은 상온 부근에서 초전도의 새로운 증거를 발견합니다 .

자세한 정보 : 2019 APS 3 월 회의 프레젠테이션 "러셀 헴리 (Russell Hemley)의 메가 바르 압력에서의 초 염화물의 상온 초전도 근처"는 3 월 4 일 월요일 오전 11시 15 분 보스턴 컨벤션 및 전시 센터 156A 방에서 열릴 예정이다. 개요 : meetings.aps.org/Meeting/MAR19/Session/B17.1 :에 의해 제공 미국 물리 학회

https://phys.org/news/2019-03-superhydrides-approach-room-temperature-superconductivity.html

.키랄성은 거대한 광전류를 산출합니다

2019 년 3 월 4 일, 보스턴 칼리지 키랄성은 거대한 광전류를 산출합니다. Weyl 반 금속성 탄탈륨 비소화물은 보스턴 대학 (University of California University)의 연구원에 따르면, 이전에 달성 한 것보다 10 배 더 큰 빛으로부터의 고유 한 또는 비선형 생성 전류 인 거대한 벌크 광전지 효과를 가지고 있으며, Ecole Polytechnique Federale de Lausanne. 학점 : Kenneth Burch / Boston College

최근에 발견 된 Weyl 반 금속은 모든 재료의 빛에서 전기로의 최대 본질적인 변환을 제공하며, 오늘 Nature Materials 저널에 보스톤 대학 연구원 그룹의 국제 팀 단장이 이끌었습니다 . 이 발견은 전자가 그들의 키랄성 (chirality) 또는 DNA와 유사한 손잡이 (handedness)에 의해 분리 될 수있는 물질의 독특한 측면에 기초한다. 이 연구 결과는 열 또는 화학 감지 뿐만 아니라 빛으로부터 효율적인 전기 생성에 대한 새로운 경로를 제공 할 수 있습니다 . "Weyl semimetal Tantalum Arsenide는 이전에 달성 한 것보다 10 배 이상 큰 빛의 고유 또는 비선형 세대 인 거대한 벌크 광전지 효과를 가지고 있음을 발견했습니다."라고 Boston College Associates of Physics의 Kenneth Burch 교수는 말했습니다. 이 논문의 주 저자 인 "Weyl 반 금속의 거대한 중 적외선 태양 광 효과"라고 제목을 붙였다. "또한 이것은 중간 적외선 영역에 있으며,이 물질은 화학 물질 또는 열 감지뿐만 아니라 폐열 회수에도 사용될 수 있음을 의미합니다."라고 Burch는 덧붙였다. 일반적으로 빛은 반도체에 내장 된 전기장을 만들어 전기로 변환됩니다. "이것은 화학적 변조를 통해 이루어지며 Shockley-Queisser 한계로 알려진 잠재 효율의 근본적인 한계를 초래합니다." 팀이 취한 또 다른 접근법은 재료의 전자의 전달을 이용하여 본질적 으로 빛의 비선형 혼합을 통해 직류를 생성하는 방법을 탐구 했다. 이 접근법은 일반적으로 너무 작아 유용하지 않았습니다. 그러나 연구자들은 최근 전자의 위상 학적 특성과 밀접하게 연관되어 있음을 깨달았다. 그것은 Weyl 반 금속에서 전자의 독특한 DNA와 같은 거동이 엄청난 비선형 효과를 만들어 낼 수 있다는 예측을 불러 일으켰습니다. "에일 폴리 테크닉 페더럴 드 로잔 (Evan Polytechnique Federale de Lausanne)의 필립 몰 (Philip Moll)과 UCLA의 니켈 니켈 (Ni Ni)의 공동 저자 인 버치 (Burch)는"우리는 Weyl 반 금속이 현재의 큰 비선형 반응의 예측에 부합하는지 여부에 초점을 맞추었다. 그는 팀이 새로운 제조 접근법에 의해 야기 된 전자 효과의 크기에 놀랐다고 덧붙였다. "효과의 크기는 우리가 꿈꾸던 것보다 훨씬 컸습니다."버치가 말했다. "MIT의 이전 연구팀은 열적 또는 외적 조건에 의해 반응이 지배적이라는 것을 알았습니다. 집속 된 이온빔 제조 장치와 대칭 기술을 사용하여 상온 에서 대량의 광전지 효과 를 발견 할 수있었습니다 ." 버치는 팀이 "결정하기 위해 노력했다 스위트 스폿 (sweet spot) 이상적인 장치 구성 및 파장 구체적으로 어떤 효과를 들어" 빛 .

추가 정보 탐색 : Weyl 반자동 검색 추가 정보 : Type-I Weyl 반 금속, Nature Materials (2019)의 거대한 중간 적외선 대량 태양 광 효과 . DOI : 10.1038 / s41563-019-0297-4 , https://www.nature.com/articles/s41563-019-0297-4 저널 참조 : 자연 재료 :에 의해 제공 보스턴 대학 (Boston College)

https://phys.org/news/2019-03-chirality-yields-colossal-photocurrent.html#nRlv