작은 사이클로 덱스트린을 합성하는 방법을 발견

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My Friend, My Friend - Matt Monro

.SpaceX는 메가 로켓을 발사하고 토지는 세 가지 모든 부스터를 출시합니다

마샤 던 (Marcia Dunn) 통신 위성을 휴대하고있는 SpaceX Falcon 헤비 로켓은 2019 년 4 월 11 일 목요일 플로리다 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)의 케네디 우주 센터 (Kennedy Space Center)에서 39A 패드에서 들어왔다. (AP Photo / John Raoux)

SpaceX는 초고속 로켓을 발사했으며, 처음으로 시험 비행으로 스포츠카를 보냈을 때부터 1 년 후인 3 개의 부스터를 모두 상륙했습니다. 새롭고 향상된 팰컨 헤비 (Falcon Heavy)는 로켓 최초의 유료 고객 인 아랍 위성 (Arabsat)이라는 통신 위성으로 이른 저녁 하늘을 우연히 목격했습니다. 팔콘 중공업은 27 개 엔진은 이륙 아홉 당에서 쏜, 오늘날 사용되는 가장 강력한 로켓이다 부스터 . 이륙 후 8 분 만에 SpaceX는 작년 로켓 데뷔 때와 마찬가지로 케이프 커 내버 럴에서 1 단계 승압기 2 대를 나란히 배치했습니다. 코어 부스터는 2 분 후에 해상에서 수백 마일 떨어진 해상에 착륙했다. 그것은 놓친 첫번째 임무의 유일한 부분입니다. "정말 놀랍군요."SpaceX 비행 평론가가 외쳤다. "팔콘 헤비 (Falcon Heavy)에서 오늘 3 번의 부스터 3 대를 성공 시켰습니다. 팔콘 헤비는 NASA의 케네디 우주 센터에서 50 년 전에 아폴로 우주 비행사를 달에 띄우고 우주 왕복선 승무원들과 같은 패드를 사용하여 날아갔습니다. 인근 해변 및 기타 주요 볼거리는 발사뿐만 아니라 음향 붐을 동반 한 드문 드라마틱 한 쌍둥이 승압기를 잡으려고 열망하는 관광객 및 현지인들로 가득했습니다. 또한 도로는 수요일 밤의 발사 시도 로 인해 막혔다.

통신 위성을 휴대하고있는 SpaceX Falcon 헤비 로켓은 2019 년 4 월 11 일 목요일 플로리다 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral)의 케네디 우주 센터 (Kennedy Space Center)에서 39A 패드에서 들어왔다. (AP Photo / John Raoux)

이것이 로켓의 업그레이드 된 버전 이었기 때문에 우주 비행사 인 엘론 머스크 (Elon Musk)는 사전에 일이 잘못되었다고 경고했다. 그러나 모든 것이 매우 잘되었고 위성은 적절한 궤도에서 끝났습니다. Southern California의 본사에서 근무한 SpaceX 직원은 출시 이정표와 특히 3 번의 터치 다운을 응원했습니다. 머스크 (Musk)는 3 개의 부스터 사진이 포함 된 짹짹에서 말했다. NASA는 신속한 축하를 제안했다. "@ NASAKennedy의 상징적 인 발사대에서 우리는 성장하는 상업용 우주 경제를 계속 지원할 것입니다"라고 NASA가 트위터를 열었습니다. 사향은 세 개의 빨간 마음으로 대답했다. Musk는 작년 데모에서 자신의 Tesla 컨버터블을 사용했습니다. 적색 승용마 - 마네킹이 달린 스타 만 (Starman)은 여전히 화성에 뻗어있는 태양 궤도에 남아 있습니다.

승용마가 지금 우리의 태양의 반대편에 첫 태양 궤도 주변 길의 약 4 분의 3이 될 것으로 생각된다, 존 오르기, 캘리포니아 파사 데나에있는 NASA의 제트 추진 연구소의 수석 분석가가 말했다. 지오 네기니 (Giorgini)는 화성의 궤도를 향하여 나아가면서 몇 십이 지상 망원경이 우주에서 처음 며칠 동안 차를 계속 주시했다. Giorgini에 따르면 승용마는 2018 년 2 월 6 일 발사와 마찬가지로 여전히 똑같이 보일 수 있습니다. Giorgini에 따르면 극한의 온도 변화로 인한 조각이나 조각이 반짝 반짝 빛나는 것이 아닙니다. 그는 태양 복사가 분해 될 수있는 세기가 아니라면 수십 년이 걸릴 것이라고 그는 말했다. SpaceX는 올해 후반기에 Falcon Heavy를 미 공군 임무에 착수 할 계획입니다. 해당 비행을위한 부스터는이 비행기에서 재활용 될 수 있습니다.

NASA의 짐 브리덴스틴 (Jim Bridenstine) 행정관은 지난 달 팔콘 헤비 (Falcon Heavy)와 다른 회사의 큰 로켓을 사용하여 2020 년 우주인의 오리온 캡슐을 달 주위에서 구할 수 있다고 제안했다. 그러나 선호되는 방법은 NASA의 자체 우주 발사 시스템 메가 로켓 - 그때까지 준비가되어 있다면. Bridenstine은 NASA가 2024 년까지 달에 우주 비행사를 다시 착륙시키려는 백악관 목표를 달성하기 위해 노력하면서 우주 공간에 모든 것이 있다고 말했다. Apollo 달의 발사에 사용 된 NASA의 Saturn V 로켓은 지금까지 크기와 능력면에서 모든 시간 발사 지도자입니다. SpaceX는 일반적으로 Falcon 9 로켓을 발사합니다. Falcon Heavy는 본질적으로 함께 묶인 단일 로켓 중 3 개입니다. SpaceX가 등장 할 때까지 위성 발사 후 부스터는 바다에서 버려졌습니다. 회사는 로켓 부품 을 재활용하여 발사 비용을 줄이려고합니다 .

https://phys.org/news/2019-04-spacex-mega-rocket-boosters.html

.인공 지능은 인간이 할 수있는 것보다 빠르게 뉴런을 골라냅니다

에 의해 듀크 대학 듀크 대학 (Duke University)의 바이오 메디컬 엔지니어는 인간 연구자가 할 수있는만큼 정확하게 활성 뉴런의 형태를 추적 할 수있는 자동화 된 프로세스를 개발했다. 인공 지능을 사용하여 비디오 이미지 를 해석하는 이 새로운 기법 은 연구원이 실시간 행동 연구를 위해 연결 신호를 신속하게 수집하고 처리 할 수 있도록 신경 분석에서 중요한로드 블록을 해결합니다. 이 연구는 이번 주 National Proceedings of the National Academy of Science에서 발표되었습니다 . 신경 활동을 측정하기 위해 연구원은 일반적으로 살아있는 동물의 두뇌에있는 개별 뉴런의 활동을 기록 할 수있는 2 광자 칼슘 이미징으로 알려진 프로세스를 사용합니다. 이러한 기록을 통해 연구자는 발사중인 뉴런과 다른 행동에 잠재적으로 어떻게 대응 하는지를 추적 할 수 있습니다. 이러한 측정은 행동 연구에 유용하지만 기록에서 개별 뉴런을 식별하는 것은 힘든 과정입니다. 현재 가장 정확한 방법은 인간 분석가가 녹음에서 볼 수있는 모든 '스파크'를 돌리는 것이고, 대상 뉴런이 식별되어 저장 될 때까지 비디오를 멈추거나 되감기를해야하는 경우가 있습니다. 조사자는이 과정을 더욱 복잡하게 만들기 위해 수천 개의 이미지화 된 뉴런 내에서 서로 다른 계층에서 겹치는 활성 뉴런의 작은 하위 집합 만 식별하는 데 관심이 있습니다. 세분화라고하는이 프로세스는 까다 롭고 느립니다. 연구원은 30 분 분량의 비디오 녹화에서 4 ~ 24 시간 분량의 뉴런을 소비 할 수 있습니다. 그 기간 동안 완전히 집중하고 잠을 자거나 식사를하거나 화장실을 사용하지 않는다고 가정합니다. 대조적 으로 듀크의 의용 공학부의 이미지 처리 및 신경 과학 연구자가 개발 한 새로운 오픈 소스 자동화 알고리즘 은 정확하게 분 단위로 뉴런을 식별하고 분류 할 수 있습니다.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/artificialin.mp4

이 광자 이미징의이 비디오는 마우스 두뇌에서 발사하는 뉴런을 보여줍니다. 이와 같은 기록을 통해 연구자는 발사중인 뉴런과 다른 행동에 잠재적으로 대응하는 뉴런을 추적 할 수 있습니다. 학점 : Duke University의 Yiyang Gong "뇌 활동의 완전한 매핑을위한 중요한 단계로서, 우리는 다른 실험 환경에서 이미징 된 다양한 활성 뉴런을 세분화하여 인간만큼 정확하고 빠른 자동 알고리즘을 개발해야한다는 막중 한 과제에 직면했다"고시나 페르 시우 (Sina Farsiu) Paul Ruffin Scarborough Duke BME의 공학 부교수. "데이터 분석가는 오랜 시간 동안 신경 과학에 존재 해왔다. 데이터 분석가들은 몇 시간 분의 데이터를 처리하는 데 수 시간을 소비했지만,이 알고리즘은 20 분에서 30 분 안에 30 분짜리 비디오를 처리 할 수있다"고 조교수 Yiyang Gong Duke BME에서. "우리는 또한 성능을 일반화 할 수 있었기 때문에 다른 뉴런 크기 나 밀도를 가진 다른 뇌층에서 뉴런을 구분해야한다면 똑같이 잘 작동 할 수 있습니다." "우리의 깊은 학습 기반 알고리즘은 빠르고, 2 광자 현미경 기록에서 활성 및 중첩 뉴런을 세분화하는 데있어 인간 전문가보다 정확하지는 않더라도 정확하다는 것이 증명되었습니다."라고 소마 이어 솔 타니 안 - 자데 (Somayyeh Soltanian-Zadeh) . 듀크 BME의 학생이자 논문의 첫 번째 저자. 심층 학습 알고리즘을 통해 연구원은 복잡한 이미지의 여러 부분을 식별 할 수있는 비선형 처리 장치의 여러 계층을 통해 대량의 데이터를 신속하게 처리 할 수 있습니다. 이 프레임 워크에서이 팀은 입력 비디오에서 공간 및 타이밍 정보를 처리 할 수있는 알고리즘을 만들었습니다. 그런 다음 정확도를 높이는 동시에 인간 분석가의 분류를 모방하는 알고리즘을 '훈련'했습니다. 진전은 신경 과학자가 실시간으로 신경 활동을 추적 할 수 있도록하는 중요한 단계입니다. 도구의 널리 보급 된 유용성 덕분에 팀은 소프트웨어 및 주석이 달린 데이터 세트를 온라인에서 사용할 수있게 만들었습니다. Gong은 이미 마우스의 다른 행동과 관련된 신경 활동 을 더 면밀히 연구하기 위해 새로운 방법을 사용하고 있습니다. 더 잘 이해함으로써 뉴런 다른 활동을 위해 화재, 공 연구원은 동작을 수정하기 위해 뇌의 활동을 조작 할 수있는 방법을 배울 기대하고있다. "활동적인 뉴런 탐지에서이 향상된 성능은 신경망 및 행동 상태에 대한 더 많은 정보를 제공하고, 신경 과학 실험에서 가속화 된 진전을위한 문호를 열어야한다"고 Soltanian-Zadeh는 말했다. 추가 탐색 오픈 소스 소프트웨어는 신경 활동을 실시간으로 추적합니다.

자세한 정보 : "시공간적 딥 학습을 이용한 2 광자 칼슘 이미징에서 빠르고 능동적 인 신경 세포 분할,"Somayyeh Soltanian-Zadeh, Kaan Sahingur, Sarah Blau, Yiyang Gong 및 Sina Farsiu. 1970 년 4 월 12 일 국립 과학 아카데미 회보. DOI : 10.1073 / pnas.1812995116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미 회보 Duke University 제공

https://medicalxpress.com/news/2019-04-artificial-intelligence-singles-neurons-faster.html

.NASA, CubeSat 레이저 통신 기능 데모

2019 년 4 월 10 일, Arielle Samuelson, NASA 프레임의 중앙에있는 간단한 레이저 플래시는 두 개의 NASA CubeSats가 실시한 실험의 일부였습니다. 그 중 하나의 작은 위성은 JPL이 관리하는 ISARA CubeSat에 정보를 보내기 위해 레이저를 사용했습니다. 신용 : The Aerospace Corporation

두 NASA CubeSats는 즉석 광학 또는 레이저, 통신 포인팅 실험에 팀을 이뤘습니다. 레이저 빔은 지구의 수평선 왼쪽에있는 초점 평면의 중심에 가까운 간단한 플래시 섬광으로 보여집니다. 빛은 두 개의 광통신 및 센서 데모 (OCSD) 우주선 중 하나에 탑재 된 레이저 통신 시스템에서 발생했습니다. 이 레이저 플래시는 단파장 적외선 카메라로 촬영되었으며, 통합 된 태양 광 어레이 및 반사 형 안테나 (ISARA) 우주선에 탑재 된 CubeSat 다중 스펙트럼 관측 시스템 (CUMULOS) 페이로드로 구성된 3 대의 카메라 중 하나입니다. 시위 당시에는 OCSD와 ISARA 우주선은 지구상에서 280 마일 (451 킬로미터) 떨어져 있었고, 1,500 마일 (2,414 킬로미터) 떨어져 있었다. 광 통신 빔은 의도적으로 ISARA 카메라를 겨냥하고 스윕했습니다. 이 시연은 두 개의 CubeSat 사이의 광학 교차가 방출 및 수신 우주선의 적절한 방향 지정 및 정렬을 통해 실현 가능함을 보여줍니다. 이 기능을 최적화하면 저 위성 궤도 또는 달 주위의 궤도에서도 대용량 데이터를 서로 전송할 수 있습니다. 소형 우주선의 설계 및 작동에 내장 된 특성은이 광학 교차 시험과 같은 즉석 실험을 가능하게합니다. 유연성과 대응 성은 선교사들에게 이전에 특정 임무를 위해 구상되지 않은 추가적인 기동과 절차를 수행 할 수있는 기회를 활용할 수있는 능력을 제공합니다. 원래 지구를 향하도록 설계된 이삭 (ISARA) 카메라와 OCSD 레이저는이 추가적인 가교 성취를 달성하기 위해 서로를 가리 키도록 그들의 "측면"을 향해 기울여졌으며, 더 큰 우주선에 대해서는 훨씬 더 어려운 작업이었습니다. 이 이미지의 다른 특징으로는 위성 궤도 지구와 지구의 수평선이 공간을 만날 때 프레임의 오른쪽을 향해 대각선으로 아래로 움직이는 것을 볼 수있는 별 (R Doradus, 하늘의 가장 밝은 적 별 중 하나)이 있습니다. 흰색의 다른 미묘한 고정 점은 카메라의 "고온 픽셀"또는 디지털 노이즈입니다. 추가 탐색 첨단 소형 우주선 통신에 대한 궤도 테스트가 시작됩니다. NASA에서 제공

https://phys.org/news/2019-04-nasa-demos-cubesat-laser-capability.html

.일상 생활에서 화학 물질의 탄소 발자국 축소

Anne Trafton, Massachusetts Institute of Technology MIT 연구원들은 물의 분해와 에폭시 드라고 불리는 유용한 화합물에 산소의 통합을 촉매 화하기 위해 산화 망간 나노 입자를 사용했다. 학점 : 연구원 / MIT,2019 년 4 월 9 일

세계 에너지 소비의 가장 큰 원인은 플라스틱, 철, 강철과 같은 제품의 산업 생산입니다. 이러한 재료를 제조하는 데는 막대한 양의 에너지가 필요할뿐만 아니라 많은 반응이 부산물 인 이산화탄소를 직접 방출합니다. MIT의 화학 엔지니어 들은 이 에너지 사용 및 관련 배출물을 줄이기 위해 플라스틱, 의약품 및 섬유 등 다양한 제품을 제조하는 데 사용되는 화학 물질의 일종 인 에폭시 화합물 합성 대안을 고안했습니다. 반응 을 실행하기 위해 전기를 사용하는 새로운 접근 방법은 상온 과 대기압 에서 수행 할 수 있으며 부산물 인 이산화탄소 는 제거 할 수 있습니다 . 그는 "산업 에너지 사용량이 교통이나 주거용 사용량보다 훨씬 많다는 사실을 종종 깨닫지 못한다"며 "이는 실내 코끼리이며 산업 에너지 소비를 줄일 수있는 기술 진보는 거의 없다"고 말했다. Karthish Manthiram, 조교수 화학 공학과 새로운 연구의 수석 저자. 연구자들은 그들의 기술에 대한 특허를 신청했으며, 이제 그들은 합성의 효율성을 개선하여 대규모의 산업적 용도로 적용될 수 있도록 노력하고있다. MIT postdoc Kyoungsuk Jin 박사 는 American Chemical Society 저널에 4 월 9 일자 온라인으로 게재 된 논문의 주 저자입니다 . 다른 저자로는 대학원생 Joseph Maalouf, Nikifar Lazouski, Nathan Corbin 및 박사후 연구원 Dengtao Yang이 있습니다. 유비쿼터스 화학 주요 화학적 특성을 갖는 에폭시 드는 2 개의 탄소 원자에 결합 된 산소 원자로 구성된 3 개 멤버 링으로 부동액, 세제 및 폴리 에스테르와 같은 다양한 제품을 제조하는 데 사용됩니다. "역사의 어느 시점에 에폭시 드가 포함 된 것을 만지거나 느끼거나 착용하지 않고도 짧은 기간이라도 삶을지기 란 불가능합니다. 그들은 유비쿼터스입니다."라고 Manthiram은 말합니다. "그들은 많은 다른 장소에 있지만, 우리는 내장 된 에너지와 이산화탄소 배출량에 대해 생각하지 않는 경향이 있습니다." 몇 가지 에폭시 드가 이산화탄소 배출량이 가장 많은 화학 물질 중 하나입니다. 하나의 일반적인 에폭시 드, 에틸렌 옥사이드 의 생산은 모든 화학 제품의 5 번째로 큰 이산화탄소 배출을 발생시킵니다. 에폭 사이드를 제조하려면 많은 화학적 단계 가 필요 하며, 대부분은 매우 에너지 집약적입니다. 예를 들어 에틸렌 원자를 에틸렌에 부착시켜 산화 에틸렌을 생성시키는 반응은 거의 섭씨 300도에서 대기압보다 20 배 큰 압력에서 수행되어야합니다. 또한, 이러한 종류의 생산에 동력을 공급하는 데 사용되는 대부분의 에너지는 화석 연료에서 비롯됩니다. 탄소 발자국에 덧붙여, 산화 에틸렌을 생산하는 반응은 또한 부산물로서 대기로 방출되는 이산화탄소를 생성합니다. 다른 에폭시 드는 폭발 위험이있는 위험한 과산화물과 피부 자극을 일으킬 수있는 수산화칼슘을 사용하는보다 복잡한 접근법을 사용하여 만들어집니다. 보다 지속 가능한 접근법을 제시하기 위해 MIT 팀은 전기를 사용하여 물을 산소, 양성자 및 전자로 분리하는 물 산화 (water oxidation)로 알려진 반응에서 영감을 얻었습니다. 그들은 수 산화를 시도한 다음 에폭시 드의 전구체 인 올레핀이라고 불리는 유기 화합물에 산소 원자를 붙이기로 결정했다. Manthiram은 올레핀과 물이 서로 반응 할 수 없기 때문에 반 직관적 인 접근 방법이라고 말합니다. 그러나, 그들은 전압이 가해질 때 서로 반응 할 수 있습니다. 이를 이용하기 위해 MIT 팀은 물이 산소, 수소 이온 (양성자) 및 전자로 분해되는 양극이있는 반응기를 설계했습니다. 산화 망간 나노 입자는이 반응을 돕고 올레핀에 산소를 결합시켜 에폭 사이드를 만드는 촉매 역할을합니다. 양성자와 전자는 음극으로 흘러 수소 가스로 변환됩니다. 열역학적으로이 반응은 약 1 볼트의 전기 만 필요로하며 표준 AA 배터리의 전압보다 낮습니다. 이 반응은 이산화탄소를 발생시키지 않으며 연구원들은 태양열이나 풍력과 같은 재생 가능 에너지 원으로부터 전기를 사용하여 에폭시 화 반응에 전력을 공급함으로써 탄소 발자국을 더 줄일 수있을 것으로 기대한다. 스케일 업 지금까지 연구원들은이 공정을 사용하여 cyclooctene oxide라고 불리는 에폭 사이드를 만들 수 있으며, 현재 다른 에폭시 드에 적응시키는 작업을하고 있다고 밝혔다. 그들은 또한보다 효율적으로 올레핀을 에폭 사이드로 전환시키는 것을 시도하고 있습니다.이 연구에서 전류의 약 30 %가 전환 반응으로 들어 갔지만, 두 배로 늘리기를 희망합니다. 그들은 현재의 방법을 사용하여 톤 당 1,500 달러에 비해 그들의 공정이 규모면에서 톤 당 900 달러의 비용으로 산화 에틸렌을 생산할 수 있다고 추정한다. 프로세스가 더 효율적으로 진행됨에 따라 그 비용은 더 낮아질 수 있습니다. 이 접근법의 경제적 실행 가능성에 기여할 수있는 또 다른 요인은 연료 전지에 전력을 공급하는 자체 가치있는 부산물로서 수소를 생성한다는 것입니다. 연구자들은 결국 산업용으로 상업화하기 위해이 기술을 계속 개발할 계획이며 다른 종류의 화학 물질을 합성하기 위해 전기를 사용하고있다. "엄청난 이산화탄소 발자국 을 가지고있는 많은 공정이 있으며 , 전기 분해에 의해 탈 탄소 화를 추진할 수 있습니다."라고 Manthiram은 말합니다. "온도를 없애고 압력을 없애고 대신 전압을 사용할 수 있습니다." 추가 탐색 이산화탄소 전환 연구원은 새로운 2 단계 CO2 전환 기술을 개발합니다.

더 많은 정보 : JinoungSuk Jin 외. 망간 산화물 전기 촉매에서 물을 산소 원자 공급원으로 사용하는 Cyclooctene의 에폭시 화 , American Chemical Society 저널 (2019). DOI : 10.1021 / jacs.9b02345 저널 정보 : American Chemical Society 저널 메사추세츠 공과 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-04-carbon-footprint-chemical-everyday.html

.연구원들은 작은 사이클로 덱스트린을 합성하는 방법을 발견했습니다

Bob Yirka, Phys.org 작성 CD와 키 요소의 구조는 3과 4의 합성을 가능하게했다. (A) 3과 4의 변형 된 glucopyranose-rings 때문에, 그 존재는 믿을만한 것으로 간주되었다. (B) EDB 다리의 개념과 EDB 다리에 기인 한 α 선택적인 글 라이코 실화. 3,6-Oo-xylylene 교량을 보유하고있는 5를 사용한 α 선별적 당질 화는 선명도와 효과가 부족했다. 반응을 개선시키려는 시도는 3,6-O-EDB- 가교 결합을 유도 하였다 .8과의 글리코 실화 반응은 α- 선택성으로 효율적으로 진행되었다. (C) 3,6-O-EDB 다리 형성에 의한 피 라노 오스 공급. EDB 가교 된 화합물의 구조가 일정하지 않기 때문에, 우리는 의자 형태에 기초한 탄수화물의 전통적인 표기법을 채택하기를 주저했다. 8 ~ 12의 합성은 SM-9-14를 참조하십시오. 각 형태의 결정은 SM-8-14를 참조하십시오. Cp, 시클로 펜타 디에 닐; EDB, 1,1 '- (에탄 -1,2- 디일) 디 벤젠 -2,2'- 비스 (메틸렌); MS, 분 자체. 신용:과학 (2019). DOI : 10.1126 / science.aaw3053

일본의 관세 학원 대학의 연구팀은 처음으로 작은 시클로 덱스트린 (고리 형 올리고당의 유형)을 합성하는 방법을 발견했습니다. 과학 저널에 게재 된 논문 에서이 그룹은 전략을 설명하고 그것이 얼마나 효과가 있었는지 설명합니다. 시클로 덱스트린 (Cyclodextrins, CD)은 일반적으로 고리가 형성됨에 따라 열린 공동을 떠나는 방식으로 형성된 연결 당 (sugar)입니다. 화학자는 빈틈을 다른 소수성 분자에 결합시킬 수있는 다른 유용한 분자로 채우는 다양한 방법을 발견했습니다. 일단 묶여지면, 그들은 갇혀 CD를 녹이게합니다. 각 반지는 octamers 또는 hexamers와 같은 설탕의 수에 따라 자체 이름이 있습니다. 제약 및 기타 화학 회사다양한 소비자 제품과 의약품을 제조하기 위해 CD를 개발했습니다. 일반적으로 사용되는 CD는 일반적으로 6 ~ 8 개의 설탕으로 이루어 지지만 화학자는 단지 3 ~ 4 개의 설탕 (CD3과 CD4)으로 더 작은 고리를 사용하는 신제품을 만들고 싶습니다. 불행히도, 지금까지 그런 작은 시클로 덱스트린을 만드는 방법은 없었습니다. 이 새로운 노력에서 일본의 연구자들은 다른 연구자들이 마주 치게되었던 문제를 해결하는 방법을 발견하여 작은 사이클로 덱스트린을 기반으로 한 새로운 제품을 만드는 방법을 제시했습니다. 연구팀은 작은 사이클로 덱스트린을 만들기 위해 링커를 사용하여 빌딩 블록 을 만들었다 . 빌딩 블록은 설탕 형태를 변경 시키는데 도움을주었습니다. 특히, 링커는 단량체를 여러 가능한 모양 사이의 균형 잡힌 선호도로 밀어 넣었습니다. 이 동작을 유연성이라고합니다. 연구진은 설탕 알코올 그룹 중 두 개와 각 링커를 물리적으로 연결하여 탄력성을 강요하여 결과적으로 또 다른 링을 만들었습니다. 이로써 팀은 과거에 설탕을 함께 보유했던 채권 간의 높은 부담을 극복 할 수있었습니다. 시클로 덱스트린은 주로 의약품 제조에 사용되지만 다른 응용 분야에는 농업 제품 및 환경 공학 이 포함 됩니다. 그들의 인기는 대부분 그들의 안전에 기인합니다. 그들은 모두 독성이 없습니다. 그들의 역사 때문에 새로운 소형 시클로 덱스트린이 유사한 용도로 사용될 가능성이 있습니다.

추가 탐색 달콤한 성공의 분리 추가 정보 : Daiki Ikuta 외. 구조적으로 유연한 글루코스 모노머는 가장 작은 사이클로 덱스트린의 합성을 가능하게합니다, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aaw3053 저널 정보 : Science

https://phys.org/news/2019-04-small-cyclodextrins.html

.우리는 이제 곤충과 박테리아가 어떻게 얼음을 제어 하는지를 알고 있습니다

Paul Gabrielsen, 유타 대학교 크레딧 : CC0 공개 도메인

당신이 가르쳐 왔던 것과는 반대로, 물은 항상 32 ° F (0 ° C)에서 얼음으로 얼지는 않습니다. 어떤 온도에서 물이 얼게 될지 (핵 생성이라고하는 과정으로 시작) 알거나 제어하는 것은 스키 슬로프에 충분한 눈이 있는지 또는 내일 비가 올지 여부와 같은 질문에 대답하는 데 매우 중요합니다. 미국 자연 화학 협회 (American Chemical Society) 의 저널 인 발레리 아 몰리 네로 (Valeria Molinero) 교수와 그녀의 동료들은 박테리아와 곤충에서 생산되는 핵심 단백질이 어떻게 촉진 할 수 있는지 보여주고있다 또는 얼음 결속 표면을 형성하기 위해 팀을 이루는 길이와 능력에 기초하여 얼음의 형성을 억제하거나 억제 할 수있다. 결과는 구름에 강수량을 이해할 때 특히 폭넓게 적용됩니다. "우리는 지금 예측할 수있어 온도 , Molinero 말한다 박테리아가가, 얼마나 많은 얼음, 핵 단백질에 따라 얼음 핵 예정되는"을 "우리가 온도를 예측할 수있어되는 부동액 단백질 , 매우 작고 매우 낮은 온도에서 작동하지 않는다면 얼음을 핵으로 만들 수 있습니다. "

얼음 핵 생성이란 무엇입니까?

오래 전부터 삶은 얼음으로 엉망이되기를 좋아합니다. 곤충, 물고기 및 식물은 모두 부동액 상태에서 생존하는 데 도움이되도록 다양한 형태의 부동액 단백질을 생산합니다. 그리고 식물 병원체 , 특히 세균 인 슈도모나스 주사기 (Pseudomonas syringae )는 숙주에 손상을 유도하기 위해 얼음 형성을 촉진시키는 단백질을 사용합니다. 이 단백질들이 어떻게 작동하는지에 관해 이야기하기 전에, 우리는 얼음이 얼어 버리는 방법에 대해 재빨리 생각해 내야합니다. 불순물이없는 순수한 물은 -35 ° C (-31 ° F)에 도달 할 때까지 얼지 않습니다. 그것은 물 분자가 자발적으로 결정 격자로 배열하고 결합 할 다른 분자를 모집하는 온도입니다 . 그러나 더 온난 한 온도 에서 동결 과정을 시작하려면 물 분자는 먼지의 얼룩처럼 붙잡을 것이 필요합니다. , 그을음 또는 그 밖의 불순물을 포함 할 수있다. 이것이 핵 형성이라고 불리는 과정입니다. Ps 와 같은 얼음 핵 생성 단백질 . 주사기 (syringae )는 추가 동결의 에너지 비용을 줄이는 방법으로 초기 얼음 결정체에 결합합니다. 또한 핵 생성 능력을 향상시키기 위해 함께 응집 될 수 있습니다. "그것은 많은 그룹 작업입니다!" 몰리 네로는 말한다.

제설 대포

이 단백질은 매우 효율적이어서 -2 ° C (29 ° F)의 온난 한 온도에서 얼음을 핵으로 만들 수 있습니다. Ice-nucleating 단백질은 콜로라도 주 Snomax International에서 Ps를 함유 한 첨가제를 사용하여 이미 스키 휴양지에서 사용되고 있습니다. 스노우 메이킹 기계에 보탬이 되는 주사기. 그러나 부동액 단백질은 얼음에도 결합하지만 추가적인 동결을 방해하고 얼음이 성장하는 데 훨씬 차가운 온도를 요구하는 곡면을 만들도록 강요합니다. 또한, 부동액 단백질은 함께 응집되지 않습니다. "그들은 얼음을 찾아서 붙잡는 것이 외로운 일로 발전했습니다."몰리 네로는 말한다. 부동액 단백질이 상대적으로 작고 얼음 - 핵 생성 단백질이 비교적 크다는 사실을 포함하여이 모든 것은 이전에 알려졌다. 그렇지만 단백질의 크기와 응집 행동이 얼음 핵 형성의 온도에 어떻게 영향을 주는지는 알려지지 않았다. 그것은 Molinero와 그녀의 팀이 대답하려고했던 질문입니다. "

단일 탄환

" Molinero와 대학원생 인 Yuqing Qiu와 Arpa Hudait 은 물 분자 와 의 단백질 상호 작용에 대한 분자 시뮬레이션을 수행 하여 얼음 핵 형성의 온도에 어떻게 영향을 주는지 살펴 보았습니다. 부동액과 얼음 핵 생성 단백질은 거의 동일한 강도로 얼음에 결합한다고 Molinero는 말합니다. "자연은 완전히 다른 두 가지 문제를 해결하기 위해 상호 작용 측면에서 단일 탄환을 사용합니다."라고 그녀는 말합니다. "그리고 부동액 또는 얼음 핵 형성 사이에서 해결 된 방법은 단백질의 크기와 더 큰 얼음 결합 표면을 형성하기위한 팀의 능력을 변화시키는 것입니다." 부동액 단백질은 실험 결과와 일치하는 -35 ℃ 바로 위에서 핵 생성을 보였다. 모의 된 단백질을 길게하면 핵 생성 온도가 증가하는데, 이는 일정한 길이 후에 정체되었다. 시뮬레이션은 더 큰 영역으로 약 35 개의 박테리아 단백질을 더 조립하는 것이 Ps의 핵 - 핵 형성 성능에 도달하는 데 중요하다는 것을 예측했다 . 핵 형성 온도가 -2 ° C (29 ° F) 인 주사기 . "이제 우리는 특정 온도에서 얼음을 핵 생성시키는 새로운 단백질 또는 합성 물질을 설계 할 수 있습니다."몰리 네로 (Molinero)는 말합니다.

중요한 이유

그러한 발견의 함의는 지구상의 미래의 물 에까지 미치게됩니다. 강수량은 얼음처럼 생성되기 시작하여 침전되기에 충분할 때까지 핵 생성 및 성장합니다. 고지대가 더 추울 때 그을음과 먼지는 핵 생성을 유발할 수 있습니다. 그러나 저고도에서는 박테리아가 핵 생성을 유발하는 먼지가 아닙니다. 그렇습니다 . 시편 의 동일한 단백질들 입니다. syringae 또한 저고도 구름이 침전 수 있도록 따뜻한 온도에서 얼음 형성을 돕기 스키 리조트에서 그 원조 제설. 온난화의 기후에서 Molinero의 연구 결과는 기후 모델 작성자가 구름 형성 및 강수의 조건을 더 잘 이해하고 향후 온난화가 얼음 결정 핵 생성 및 강수량에 어떤 영향을 미치는지 예측하는 데 도움이 될 수 있습니다. "얼음 형성이 강수량을 결정하고 우리의 대기에 의해 흡수되고 반사되는 태양 에너지의 비율을 결정하기 때문에 구름이 동결 될지 여부를 예측하는 능력은 기후 모델에서 매우 중요합니다."몰리 네로 (Molinero)는 말한다. "얼음이 구름에 핵을 낼 것인지 아닌지를 예측하는 것은 기후와 기후 모델의 예측 능력에 큰 한계가 있습니다." 그러나 훨씬 작은 규모에서는 부동액과 얼음 핵 생성 단백질을 미세 조정 된 얼음 춤으로 함께 사용할 수 있습니다. 일부 곤충은 부동액을 사용하여 섭씨 -8도 (화씨 18도)까지 스스로를 보호하지만, 그것이 저지하기 전에 얼음 성장을 억제하기 위해 저온에서 얼음 - 핵 형성 단백질을 사용합니다. "큰 그림은 단백질이 어떻게 얼음을 핵 생성시킬 수 있는지를 조절하기 위해 크기와 응집체를 사용하는 방법을 이해한다는 것입니다"라고 Molinero는 말합니다. "나는 이것이 매우 강력하다고 생각한다." 추가 탐색 부동액 단백질이 얼음 결정을 성장시키는 방법

추가 정보 : Yuqing Qiu 외, Ice-binding 단백질의 크기와 응집체가 얼음 핵 효율을 조절하는 방법 , American Chemical Society 저널 (2019). DOI : 10.1021 / jacs.9b01854

https://phys.org/news/2019-04-insects-bacteria-ice.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
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
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