하이브리드 나노 구조는 수확 효율을 높입니다

."우리는 중국이 아니다"

Julia Hollingsworth byline 으로 줄리아 홀 링스 워스 , CNN 1815 GMT (0215 HKT) 업데이트 됨,

2019 년 6 월 12 일 시위대는 2019 년 6 월 12 일 홍콩 정부 본부 밖에서 논란이되고있는 인도 법안에 반대하여 집회 중에 경찰이 해고 한 최루탄 가스통을 던졌습니다. - 경찰이 6 월 12 일 홍콩에서 폭동을 일으켰습니다. 시위자 마르코 렁 (23)은 법이 통과된다면 홍콩과 중국간에 차이가 없을 것이라고 말했다. "우리는 중국이 아니다."라고 Leung은 말했다. "경찰은 정부가 아닌 시민들을 보호해야한다."

성난 민심에 홍콩 '송환법' 심의 연기…물대포·최루탄 등장

지난 9일 홍콩 시민 100만 명의 반대 시위를 불러일으킨 '범죄인 인도 법안'(일명 송환법)의 심의가 12일 의회에서 열릴 예정이었지만, 홍콩 도심에 대규모 시위대가 집결하면서 일단 연기됐다. 2014년 '우산 혁명'을 연상케 하는 홍콩 시민들의 강력한 저항으로 일단 법안 심사가 연기됐지만, 시위대 해산 과정에서 최루탄과 물대포가 발사되는 등 경찰과 시위대의 충돌이 빚어졌다. 홍콩 정부는 이달 내에 범죄인 인도 법안 처리를 강행한다는 방침이어서 충돌이 재현될 가능성도 크다. ◇ 홍콩 시민 민심 폭발에 '화들짝'…법안 심사 연기 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP), 명보 등에 따르면 전날 밤 홍콩 의회인 입법회의 앤드루 렁 의장은 이날 범죄인 인도 법안 2차 심의에 이어 61시간의 토론 시간을 갖고 오는 20일 3차 심의와 표결에 들어간다는 일정을 제시했다. 이에 범민주파 의원들은 홍콩 정부가 지난 9일 100만 명의 반대 시위로 표출된 민의를 무시하고 법안 심의를 서두르고 있다며 강력한 반대 의사를 표명했다. 홍콩 정부는 야당의 강력한 반대에도 2차 심의를 강행할 계획이었지만, 이날 시위가 격화할 양상을 보이자 일단 심의를 연기하기로 했다. 홍콩 정부는 성명을 내고 "이날 오전 11시로 예정된 2차 심의 개시가 연기됐으며, 입법회 사무국이 추후 변경된 2차 심의 개시 시간을 의원들에게 통보할 방침"이라고 밝혔다. 홍콩 정부가 추진하는 범죄인 인도 법안은 중국을 포함해 대만, 마카오 등 범죄인 인도 조약을 체결하지 않은 국가나 지역에도 사안별로 범죄인들을 인도할 수 있도록 하는 내용을 담고 있다. 홍콩 야당과 시민단체는 중국 정부가 반체제 인사나 인권운동가를 중국 본토로 송환하는 데 이 법을 악용할 수 있다면서 강력하게 반대한다. 지난 9일에는 주최 측 추산 103만 명의 홍콩 시민이 역대 최대 규모의 반대 시위를 벌였다. 유튜브로 보기 ◇수만 명 시위대 입법회 포위…해산 과정서 경찰과 충돌 9일 시위를 주도한 홍콩 재야단체 연합인 '민간인권전선'은 "홍콩의 직장인과 학생들, 기업인들은 일과 학업을 멈추고 법안 저지에 온 힘을 모아야 할 것"이라며 총파업과 저지시위 동참을 촉구했다.  범죄인 인도 법안의 추진은 지난해 2월 한 홍콩인이 대만에서 여자친구를 살해하고 홍콩으로 도망친 사건이 계기가 됐지만, 정작 대만 정부는 홍콩 정부의 범죄인 인도 법안 추진을 반대한다는 뜻을 밝혔다. 차이잉원(蔡英文) 대만 총통은 이날 "홍콩 정부가 평화로운 시위자들에게 극도의 충격을 받았다"며 "자유로운 대만은 자유로운 홍콩을 지지한다"고 말해 범죄인 인도 법안 반대 시위에 힘을 실었다. ssahn@yna.co.kr

 

 

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Da Troppo Tempo/Raymond Lefevre

 

.천문학 자, 인근의 드워프 은하에있는 작은 블랙홀 측정

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Passant Rabie에 의해 9 시간 전 과학 및 천문학 과학자들은 거대한 블랙 홀을 더 잘 이해하기 위해 근처의 드워프 은하에서 작은 블랙홀을 측정했습니다. 

애리조나의 마운트 레먼 천문대 (Mount Lemmon Observatory)에서 슐먼 망원경 (Schulman Telescope)이 본 은하 NGC 4395.애리조나의 마운트 레먼 천문대 (Mount Lemmon Observatory)에서 슐먼 망원경 (Schulman Telescope)이 본 은하 NGC 4395.(이미지 : © Schulman 망원경) 사람들이 블랙홀에 대해 생각할 때, 일반적으로 우리 태양보다 백만 배 또는 십억 배나 큰, 타고난 우주 존재를 묘사합니다. 그러나 모든 블랙홀이 초 질량을 지니는 것은 아니며 작은 블랙홀도 중요합니다. 미시간 대 (University of Michigan)의 한 과학자 팀이 인근의 왜성 은하에서 작은 블랙홀 의 질량을 측정하여 블랙홀이 이전에 생각했던 것보다 약 40 배 작게 추정했다. 난쟁이 은하 NGC 4395 의 중심에 위치한이 물체 는 태양 질량의 약 10,000 배에 달하는 것으로 연구진은 밝혔다. 관련 : 유레카! 처음으로 촬영 된 블랙홀 닫기 천문학 자들은 은하수의 크기 나 그보다 큰 모든 은하가 그 중심에 거대한 블랙홀을 가지고 있다고 믿지만 , 연구자들은 작은 은하계의 블랙홀에 대해 많이 알지 못한다. 또는 모든 은하계에 블랙홀이 존재하는지도 모른다. "이 은하들은 블랙홀을 가지고 있습니까? 그렇다면 블랙홀과 같은 방법으로 스케일을 조정합니까?" 엘레나 갈로 (Elena Gallo) 미시간 대학교의 천문학 교수이자이 연구의 주 저자는 성명서 에서 밝혔다 . 이 비교적 작은 블랙홀을보고 과학자들은 더 큰 은하계를 차지하는 슈퍼 블랙홀에 대해 더 잘 이해하기를 희망한다고 연구원은 말했다. 그들은 또한 블랙홀이이 은하의 성질에 어떻게 영향을 주는지를 결정하기를 원합니다. "이러한 질문에 답하면 우주가 초기 단계에있을 때 이러한 괴물 블랙홀이 조립 된 메커니즘을 이해하는 데 도움이 될 것입니다."라고 갈로 (Gallo)는 덧붙였다. 연구진은 블랙 홀의 질량을 측정하기 위해 블랙홀 주위의 회전 디스크에 의해 방사되는 방사능을 측정하는 잔향 매핑 이라고하는 기법을 사용했다 . 과학자들은 블랙홀에 동일한 측정 기술을 적용 할 수있는 것을 목표로한다고 성명서는 전했다. "이것은 우리가 정보를 가지고있는 블랙홀 군에 새로운 구성원을 추가합니다,"라고 Gallo는 말했다. 연구 결과는 Nature Astronomy 저널에 6 월 10 일자로 게재되었다 .

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.고온 초전도체에서 전계 효과 쌍 밀도 파의 발견

하여 막스 플랑크 협회 초전도체는 전기 및 전자 정보의 완벽한 송신기 인 양자 재료입니다. 현재, 큐 레이트는 약 -120 ° C에서 작동하는 대기압에서 최고 온도의 초전도에 가장 적합한 후보입니다. 이를 개선하기 위해서는 경쟁 단계를 이해해야하며 그 중 하나가 현재 확인되었습니다. 크레딧 : MPI CPfS, ​​K. ​​Fujita, Brookhaven National Lab의 아티스트 크레딧, 2019 년 6 월 12 일

초전도체는 전기 및 전자 정보의 완벽한 송신기 인 양자 재료입니다. 비록 고체 상태 양자 컴퓨팅의 기술적 기반을 형성하지만, 종래의 초전도체는 -270 ° C 근처의 온도에서만 작동하기 때문에 중요한 제한 요인이기도합니다. 이것은 세계 초전도 물질을 발견하려고 노력하는 동기를 부여했습니다. CuO 2를 포함하는 재료결정 층 (cuprates)은 현재 약 -120 ° C에서 작동하는 최고 온도의 초전도체에 대한 최상의 후보입니다. 그러나이 화합물들의 상온 초전도는 경쟁하는 전자 상 (electronic phase)의 존재에 의해 좌절 된 것으로 보이며, 최근에는 그 신비스러운 두 번째 단계를 규명하고 제어하는데 중점을두고있다. 초전도는 전자가 반대 스핀과 반대 모멘텀의 쌍을 형성 할 때 발생하며, 이러한 "쿠퍼 쌍"은 균일 한 전자 유체로 응축합니다. 그러나 이론은 또한이 전자쌍이 쌍 밀도가 주기적으로 변조되는 "쌍 밀도 파"(PDW) 상태로 결정화 될 가능성을 허용합니다. 이러한 PDW가 큐 프레이트의 경쟁 단계인지에 대한 강렬한 이론적 관심이 나타났다. 이러한 PDW 국가의 증거를 찾기 위해 JC Seamus Davis 교수 (Oxford 대학)와 Andrew P. Mackenzie 교수 (Max Planck Institute CPfS, ​​Dresden)가 주도하는 팀이 주요 협력자 인 Stephen D. Edkins 박사와 Dr. Mohammad Hamidian (Cornell University)과 Fuju Kazuhiro Fujita (Brookhaven National Lab.) 박사 는 구리 산화물 초전도체 Bi 2 Sr 2 Ca 2 CuO 2 에서 균일 한 초전도 를 억제하기 위해 높은 자기장을 사용했다.. 그들은 새로운 현장 유도 단계의 전자 구조에 대한 원자 규모의 시각화를 수행했습니다. 이러한 상황에서 PDW 상태의 다중 서명이 포함 된 전자 상태의 밀도에 대한 변조가 발견되었습니다. 이 현상은 현장에서 유도 된 PDW 상태에 대한 이론적 인 예측과 세부적인 일치를하며 cuprates에서 초전도와 경쟁하는 쌍 밀도 파임을 암시합니다. 이 발견은 cuprates의 수수한 고온 초전도 뒤에있는 메커니즘을 이해하기 위해서는이 이국적인 PDW 상태를 고려해야 할 필요가 있으며, 따라서 cuprate 연구에 새로운 국면이 열리게된다는 것을 분명히합니다. 추가 탐색 50 년 후에 발견 된 초전도 물질의 애매한 상태

더 자세한 정보 : SD Edkins 외, Cuprate vortex halo의 자기장 - 유도 쌍 밀도 파 상태, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aat1773 저널 정보 : Science 제공자 막스 플랑크 협회

https://phys.org/news/2019-06-discovery-field-induced-pair-density-state.html

 

 

.하이브리드 나노 구조는 수확 효율을 높입니다

에 의해 브룩 헤이븐 국립 연구소 위의 그림에서 알 수 있듯이, 하이브리드 나노 구조는베이스로 2 중 몰리브덴 (MoSe2), 외부에 코어 - 쉘 셀렌 화 납 (CdSe) - 아연 설파이드 (ZnS) 양자점 (QDs) 및 외부에 알로 피코시 아닌 (APC) 단백질을 QD와 ​​MoSe2 사이에 끼운다. 시스템이 빛 (푸른 번개 기호)으로 흥분하면, 에너지는 회색 화살표로 표시된 것처럼 다른 구성 요소를 통해 단계적으로 전달됩니다. 오른쪽에는 APC 단백질 구조의 평면도가 나와 있습니다. 크레디트 : 브룩 헤이븐 국립 연구소, 2019 년 6 월 12 일

들어오는 햇빛을 흡수하기 위해 식물과 특정 종류의 박테리아는 발색단 (chromophores)이라고 불리는 분자를 포함하는 빛을 수확하는 단백질 복합체에 의존합니다. 이 복합체는 태양 에너지를 광합성 반응 센터로 유입시켜 대사 과정에서 화학 에너지로 변환됩니다. 이 자연에서 발견 된 건축물에서 영감을 얻은 미국 에너지 부 (DOE) Brookhaven 국립 연구소와 Stony Brook University (SBU)의 과학자들은 생물학적으로 유도 된 (생물학적) 물질과 무기 (비 생물 적) 물질을 모두 포함하는 나노 하이브리드 구조를 조립했습니다. 그들은 시아 노 박테리아의 빛을 수확하는 단백질, 반도체 성 나노 결정 (양자점) 및 2 차원 (2-D) 반도체 성 전이 금속을 하나의 원자 층 두께만큼 결합시켰다. 4 월 29 일 ACS Photonics (미국 화학 학회지 : ACS) 지에 게재 된 논문에 설명되었는데, 이 나노 구조는 태양 전지가 태양으로부터 에너지를 얻는 효율을 향상 시키는데 사용될 수있다. "오늘날 태양 전지 패널은 태양 빛의 23 %를 전기로 변환 할 수 있지만 평균 효율은 15 ~ 18 %입니다."라고 Brookhaven의 Soft and Bio Nanomaterials Group의 재료 과학자 인 Mircea Cotlet이 말했다. 기능성 나노 물질 연구 센터 (CFN) - DOE Office of Science 사용자 시설. "이 효율을 높일 수 있다면 전기를 더 많이 생성 할 수있다. 조립 된 생물학적 - 비 생물 성 나노 하이브리드는 2-D 반도체 전용 구조에 비해 빛의 수확 및 전하 운반체의 생성을 향상시킨다. 이러한 특성은 나노 하이브리드의 빛에 대한 반응을 증가시킨다 구조가 전계 효과 트랜지스터 (FET)에 통합 될 때 일종의 광전자 소자 "라고 말했다. 나노 하이브리드를 설계 할 때, 과학자들은 상향식 조립을위한 플랫폼으로서 원자 적으로 얇은 2-D 몰 리브 데 셀레 스테 나이드 (MoSe 2 )를 선택했습니다. 몰 리브 데넘 (disilenide)은 반도체 또는 전기 전도도가 규칙적인 도체 (전류의 흐름에 대한 저항이 거의 없음)와 절연체 (높은 저항) 사이에있는 재료입니다. 이들은 모스 조합 2 : 두 강한 광 수확 나노 물질과 양자점 (양자점) 및 박테리아의 알로 피코시 아닌 (APC) 단백질.

 

Brookhaven Lab의 Functional Nanomaterials 연구 센터의 Mingxing Li (좌위)와 Stony Brook University의 재료 과학 및 화학 공학과의 Jia-Shiang Chen은 전기적으로 하전 된 입자들 사이의 상호 작용에 기초한 자기 조립 기술을 사용했다. 생물학적으로 파생 된 재료와 비 생물 재료를 모두 포함하는 "나노 하이브리드 (nanohybrid)"구조를 만들기 위해 비용이 많이 듭니다. 나노 하이브리드는 비 하이브리드 대응 물과 비교하여 증가 된 에너지 전달 효율 및 광 반응성, 또는 태양 전지 응용에 대한 광 - 이상 특성에 대한 반응을 나타낸다. 크레디트 : 브룩 헤이븐 국립 연구소

과학자들은 가벼운 수확 특성을 기반으로 구성 요소를 선택하고, 협조 된 단계적 에너지 전달이 방향성 방식으로 나노 하이브리드를 통해 촉진 될 수 있도록 구성 요소의 밴드 갭 (전도에 참여하기 위해 전자를 여기시키는 데 필요한 최소 에너지)을 설계했습니다. 하이브리드에서 에너지는 빛으로 여기 된 QD에서 APC 단백질로 이동 한 다음 MoSe 2로 이동 합니다. 이 에너지 전달은 표면 발색단 (이 경우에는 QD)이 빛을 흡수하고 수확 된 에너지를 중간 발색단 (여기서는 APC)으로, 마지막으로 반응 중심 (여기서는 MoSe 2 )으로 향하게하는 자연 채광 시스템을 모방합니다 . 여러 구성 요소를 결합하기 위해 과학자들은 전기적으로 대전 된 입자들 사이의 상호 작용에 기반을 둔 기술인 정전기 자기 조립 (electrostatic self-assembly)을 적용했다. 그들은 특수한 광학 현미경을 사용하여 나노 하이브리드를 통한 에너지 전달을 조사했습니다. 이러한 측정 결과에 따르면 APC 단백질 층을 추가하면 단일 층 MoSe2를 사용하는 나노 하이브리드의 에너지 전달 효율이 30 % 증가합니다. 그들은 또한 가공 된 FET에 통합 된 나노 하이브리드의 광 응답을 측정 한 결과, 하나의 구성 요소만을 포함하는 FET에 비해 가장 높은 응답 성을 나타내어 입력 광에 대한 광전류의 양이 2 배 이상 증가한다는 것을 발견했다. CFN Soft와 Bio Nanomaterials Group의 Cotlet과 함께 연구하고있는 첫 번째 저자이자 연구원 인 Mingxing Li 는 "더 많은 빛이 생물학적 - 비 생물 성 잡종의 MoSe 2 로 옮겨진다 . MoSe 2 의 높은 전하 캐리어 이동성과 결합 된 증가 된 광 전달 은 태양 전지 장치의 전극에 의해 더 많은 담체가 수집된다는 것을 의미하며, 이러한 결합은 장치 효율을 향상 시키는데 유망하다 "고 말했다. 과학자들은 QS와 MoSe2 사이에 APC를 추가하면 APC가 MoSe 2에 비해 우선적으로 오리 엔테이션을하는 방식 때문에 "깔때기 모양"의 에너지 전달 효과가 발생한다고 제안했다 . "이 연구는 2-D 전이 금속 반도체를 포함하는 캐스케이드 된 생물학적 - 비 생물 성 나노 하이브리드의 첫 번째 시연 중 하나라고 믿습니다. "후속 연구에서, 우리는 이론가들과 협력하여 에너지 이동의 기반이되는 메커니즘을보다 깊이 이해하고 에너지 수확 및 바이오 전자 분야에서의 적용을 확인하게 될 것 "이라고 말했다.

추가 탐색 원자 적으로 얇은 나노 물질에서 광 유도 전류의 발생을 이해 자세한 정보 : Mingxing Li et al. 효율적인 빛 채취 생물 학적 - 비 생물 적 나노 하이브리드 시스템, 원자 반입, Thin van der Waals 전이 금속 Dichalcogenides, ACS Photonics (2019). DOI : 10.1021 / acsphotonics.9b00090 저널 정보 : ACS Photonics 에 의해 제공 브룩 헤이븐 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-06-hybrid-nanostructure-light-harvesting-efficiency.html

 

 

.확산 파 패러독은 마이크로 로봇 설계에 사용될 수 있습니다

Lisa Zyga, Phys.org 탄소 캡으로 하프 코팅 된 활성 입자에 의해 나타나는 확산 파 패러독스의 그림. 크레디트 : Celia Lozano, 콘 스탄 츠 대학교, 2019 년 6 월 12 일 기능

아메바 (Amoeba)는 분산 된 세포 집단이 자발적으로 모여 다세포 거시적 유기체로 재구성 될 때 형성되는 특이한 생물체입니다. 이렇게하기 위해 몇 개의 리더 셀이 다른 개별 셀을 이동 펄스와 반대 방향으로 이동시켜 밀도가 높은 클러스터를 형성하는 화학 펄스를 방출합니다. 아메바 세포가 "확산 파 패러독스 (diffusion wave paradox)"라 불리는 진행파와 반대 방향으로 이동한다는 관측은 오랫동안 연구자들을 혼란스럽게 만들었다. 이것은 미로와 같은 환경에서 음식을 검색 할 때이 동작이 아메바의 일반적인 동작과 다르기 때문입니다. 이 시나리오에서 화학 신호는 펄스 대신 정적이며 아메바 세포는 높은 화학 물질 농도로 이동합니다. 아메바 세포가 때때로 이동하는 화학 물결에 역행하는 능력은 세포가 어떤 종류의 기억을 가지고 있음을 암시합니다. 그러나 독일 Konstanz 대학의 Celia Lozano와 Clemens Bechinger는 다양한 속도의 빛 펄스에 의해 조명 될 때 미립구에서 동일한 거동을 나타냈다. 미세 입자는 메모리가 없으므로,이 경우의 행동은 기억에 의존하지 않는 메커니즘에 의해 설명되어야합니다. "뇌가 없어도 합성 마이크로 진동기는 생물의 정교한 행동을 모방 할 수 있습니다. 특히, 달리기 펄스에 대한 반응은 비슷합니다 (매우 다른 기원 임에도 불구하고)"라고 Bechinger는 Phys.org에 말했다 . "자율 마이크로 로봇 (autonomous microrobot)으로서의 마이크로 진동기의 미래 적용을 고려할 때, 그들의 행동을 조정하고 동기화하는 것이 중요 할 것이다. 확산 파 패러독스는 이러한 맥락에서 중요한 역할을 할 수있다." 수치 시뮬레이션은 활성 입자라고 불리는 자기 추진 된 미립자가 주행 펄스를 따라 움직일 수 있고 움직일 수있는 것으로 예측 했음에도 불구하고 새로운 연구는이 행동이 실험적으로 증명 된 최초의 순간입니다. 실험에서 연구원 들은 탄소 캡으로 반 코팅되고 점성 액체에 놓인 구형 입자 를 사용했습니다 . 빛에 비추어 볼 때, 입자는 앞쪽으로 뚜껑을 앞으로 들고 앞으로 나아 간다. 연구자들은 맥박과 관련된 활성 입자의 움직임이 맥박의 속도에 달려 있음을 보여주었습니다. 낮은 펄스 속도에서, 입자는 필요하다면, 자신의 방향을 바꿀 수있는 충분한 시간을 가지며, 따라서 그들의 마개가 주행 펄스의 방향과 마주하고 있습니다. 이 오리엔테이션은 입자가 펄스와 같은 방향으로 움직이는 것을 보장합니다. 반면 높은 펄스 속도에서는 펄스가 너무 빨리 지나서 다음 입자가 오기 전에 입자의 방향을 재조정합니다. 이것은 입자의 회전 속도가 점성 액체의 마찰에 의해 제한되기 때문입니다. 따라서 입자의 뚜껑이 처음에 다가오는 펄스를 마주 보게되면, 입자는 확산 파 패러독스에서 아메바의 거동과 닮은 이동 펄스의 방향으로 반대로 움직입니다. 이 방법은 활성 입자를 두 가지 방향으로 유도하는 새로운 유형의 조정 전략을 제시합니다. 현재, 대부분의 조종 전략은 지형 학적 또는 정적 광학 구조에 의존하며, 이는 단일 방향으로의 입자 이동만을 제어 할 수 있습니다. 연구자들은 조향뿐만 아니라 새로운 접근법이 활성 입자를 분류하는 데 사용될 수 있음을 입증했습니다. 예를 들어 큰 입자는 작은 입자보다 빠른 속도로 배향 할 수 있기 때문에 중간의 펄스 속도를 사용하면 큰 입자를 파 방향으로, 작은 입자 를 평균적으로 반대 방향으로 조종 할 수 있습니다 . 활성 입자 와 아메바에 대한 메커니즘은 다르지만 두 시스템 모두 확산 파 패러독스 (paradox) 거동을 나타냅니다. 합성 입자의 경우, 행동은 제한된 신호 처리 능력을 가지고 있음에도 불구하고 언젠가 복잡한 통제 된 움직임을 달성 할 수있는 마이크로 로봇 시스템의 설계로 이어질 수 있습니다. 베링거는 "마이크로 진동 장치의 응용 가능성은 약물로 약물을 채취 한 다음 특정 장소로 ​​전달하는 것"이라고 말했다. "직접 움직이는 움직임 때문에 이러한 목표 약물 전달은 순전히 확산 운동에 비해 훨씬 더 효율적으로 수행 될 수 있습니다 비슷한 방식으로 합성 수영 선수들도 액체 환경을 탐험하기위한 감지 메커니즘을 갖추고있을 수 있습니다 마지막으로, 기어 또는 소형 모터와 같은 마이크로 진동기를 조립하여 작은 길이의 기계 작업을 수행 할 수 있습니다. " 추가 탐색 한쪽면에 카본으로 덮인 마이크로 진동기는 빛에 의해 추진되고 조종 될 수 있습니다.

추가 정보 : Celia Lozano 및 Clemens Bechinger. "이동하는 광 펄스에서 광 택 입자의 확산 파동 역설." 네이처 커뮤니케이션즈 . DOI : 10.1038 / s41467-019-10535-z 저널 정보 : Nature Communications

https://phys.org/news/2019-06-diffusing-paradox-micro-robotics.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
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

 

 

.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정

박수진 1, 제1저자 연구원

 

박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어

추상

유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.

https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261

 

 

.해상도 증가, 척도가 CT 스캔 및 진단을 한 차원 높여줍니다

스콧 길버트, 펜실베이니아 주립 대학 zebrafish는 새로운 CT 방법을 사용하여 이미지를 찍었습니다. 색상은 물고기 내 깊이에 따라 구조에 할당되었습니다. 크레디트 : Penn State College of Medicine, 2019 년 6 월 12 일

암과 같은 질병을 진단하고 치료하기 위해서는 과학자와 의사가 세포가 다른 건강 상태와 치료법에 어떻게 반응 하는지를 이해해야합니다. 연구자들은 세포 수준에서 질병을 연구 할 수있는 새로운 방법을 개발했습니다. Penn State College of Medicine 의 병리학, 약리학 및 생화학 및 분자 생물학 의 뛰어난 교수이자 시카고 대학교 (University of Chicago)의 X 선 영상 물리학 자 팀 인 Keith Cheng 박사 는 새로운 3 차원 조직 이미징 기술을 개발했으며, X 선 히스토 노모 그래피 (X-ray histotomography). 이 기법을 사용하면 연구자는 조직 샘플에서 세포의 세부 사항을 조각으로 절단하지 않고도 연구 할 수 있습니다. 그리고 그것은 암을 포함한 다양한 질병에 대한 더 나은 진단과 치료로 이어질 수 있습니다. "histotomography에 의해 가능한 양적 및 객관적인 측정은 잠재적으로 우리가 더 적절하게 치료 될 수 있도록 전통적인 조직학을 사용하여 현재 동일하게 보이는 다른 질환과 암의 아형을 구별 할 수있게한다"고 Cheng은 말했다. 전통적인 조직학은 환자의 얇은 조직을 채취하여 염색하고 현미경으로 불규칙한 특징을 검사합니다. 샘플을 물리적으로 구분하면 조직 손실과 왜곡이 발생하여 불완전한 샘플링과 불완전한 시각화가 발생합니다. 연구자들에 따르면 X- 선 histotomography는 이러한 문제를 피하고 모양과 부피와 같은 세포의 3 차원적인 특징을 정확하게 측정 할 수있게합니다. 10 년 동안 쳉 교수 팀은 인간의 CT (computer tomography) 스캐닝 및 조직학의 원리를 결합하여 3 차원에서 더 큰 해상도의 작은 유기체 및 조직을 이미지화하여이 기술을 개발했습니다. "엑스레이 histotomography는 인간의 CT 스캔과 같은 원리를 사용합니다,"쳉 고 말했다. "CT는 피사체의 일련의 X 선을 각각 약간 다른 각도로 쏘는 것과 관련이 있습니다. 컴퓨터 프로그램은 일련의 X 선을 사용하여 3D 이미지를 만듭니다." Cheng 연구실은 이전에 소형 유기체 및 조직을 영상화하기 위해 인간 CT의 소규모 버전 인 micro-CT를 사용했습니다. 시카고 대학교의 방사선과 부교수 인 패트릭 라 리비에르 (Patrick La Rivière)는 쳉에게 강력한 X- 선 소스 인 싱크로트론 (synchrotron)을 사용하여 연구팀이 향상된 해상도와 빠른 이미징 시간으로 마이크로 CT 스캐닝을 향상시킬 수있게했다. 싱크로트론 기반의 마이크로 CT는 병리학 자들이 언젠가 다음과 같은 질문에 답할 수 있습니다.

환자가 가진 질병의 개별적인 특성은 무엇입니까?

얼마나 많은 병이있는 세포가 있습니까?

내가 보는 것에 기초한 개별 치료 옵션은 무엇입니까?

쳉 교수는 엔지니어와 물리학 자, 데이터 과학자, 생물 학자들로 구성된 팀이 스스로 기술을 개발하기 시작했다고 전했다. 샘플 준비 및 이미징을 최적화 한 10 년 후에 팀은 전체 유기체에서 세포 수준까지 조사 할 수있는 어린 제브라 피쉬의 3 차원 재구성을 만들었습니다. Zebrafish는 애벌레에서 성인까지의 크기가 암 종양을 평가하기 위해 의사가 사용하는 샘플과 거의 동일하기 때문에이 기술을 개발하기로 선택되었습니다. Cheng에 따르면 연구자와 임상의는 이제 전통적인 조직학을 사용하여 연구 할 수 없었던 세포의 3 차원 모양, 부피, 위치 및 수와 같은 기능을 검사 할 수 있습니다. 이 기술은 병리학자가 염색하고 준비한 후 전체 조직 표본 을 연구 할 수있게 합니다. 더 이상 전체 샘플에서 단일 조각의 조직을자를 필요가 없습니다. 임상 과학자들은 이미지의 선명도와 해상도가 향상되어 세포의 미세하고 입체적인 특징을 평가할 수 있습니다. "내가 본 조직의 아름다움과 복잡성은 마음이 구부러진 것"이라고 쳉은 6 월 11 일 연구를 통해 eLife 저널에 발표 된 이미지에 대해 말했다 . 이미징과 결합 된 전산 도구로 세포의 크기, 모양, 부피 및 밀도를 계산하고 목록화할 수 있습니다. 이 능력은 임상 병리학을 향상시키고 약물 발견을 촉진시킬 수있는 새로운 방법으로 질병 병리의 특성을 연구 할 수있게합니다. 컴퓨터 기술 발전으로 zebrafish 의 대형 이미지 파일 ( 각각 100 기가 바이트)을 처리하고 볼 수 있습니다. 연구원은 장기 시스템, 조직 또는 세포 수준 에서 질병의 특성을 슬라이스별로 또는 3D 상황에서 동시에 검사 할 수 있습니다 . 가상 현실 게이머가 사용하는 것과 동일한 기술을 사용하여 생물체의 세포 구조를보고 상호 작용할 수도 있습니다. Cheng 팀의 향후 연구는 해상도, 샘플 크기, 처리량, 분석 능력 및 접근성을 향상시키는 것을 목표로합니다. 추가 탐색 새로운 이미징 기술은 의학 진단, 연구를위한 진보입니다.

자세한 정보 : Yifu Ding 외. 엑스레이 histotomography, eLife (2019)에 의하여 전체 zebrafish의 전산적인 3D 조직학 표현형 . DOI : 10.7554 / eLife.44898 . https://elifesciences.org/articles/44898 저널 정보 : eLife 에 의해 제공 펜실베니아 주립 대학

https://phys.org/news/2019-06-resolution-scale-ct-scanning-diagnosis.html

 

 

.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포

 

논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,

June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.

 

소개

세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5  μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇  습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.

https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf