팀은 결정 성장 동안 다 형체 선택이 열역학적으로 구동 될 수 있음을 발견
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.유럽은 동굴 탐험 문 로봇에 대한 아이디어를 원합니다
당신이 도울 수있는 방법은 여기 있습니다! 으로 엘리자베스 하웰 9 시간 전 기술 유럽 우주국은 로봇 임무로 달의 동굴을 탐험 할 수있는 방법에 대한 아이디어를 요청하고 있습니다. 유럽 우주국은 로봇 임무로 달의 동굴을 탐험 할 수있는 방법에 대한 아이디어를 요청하고 있습니다. (이미지 : © ESA)
NASA는 2024 년까지 달 표면에 사람을 착륙 시키려고 큰 노력을 기울임에 따라 유럽 우주국 (ESA)은 아래에있는 달의 동굴에 대해 더 많이 배우고 싶어합니다. ESA는 기존과 관련이있을 수있는이 동굴 탐험 것 로봇의 임무 설계하는 창조적 인 방법을 요청하는 제안에 대한 요구 출시했습니다 지하 용암 튜브 영겁에 걸쳐 건조 및 붕괴. 이 캠페인은 ESA의 Open Space Innovation Platform에서 제공되며 10 월 31 일 마감됩니다. ESA의 판게아 행성 지질 우주 비행사 훈련 책임자 인 Franceso Sauro는 "이 튜브를 탐색하고 매핑하면 달의 지질학에 대한 새로운 정보를 제공 할 수 있지만 미래의 달 방문객을위한 장기 피난처 로서도 흥미로운 옵션이 될 수있다" 고 말했다. 성명서에서 . "우주 비행사를 우주 방사선과 미세 석회석으로부터 보호하고 지하에 갇힌 얼음물과 기타 자원에 접근 할 수있을 것입니다." 관련 : 음력 용암 튜브는 지하 달 도시를 가능하게 할 수 있습니다
https://www.space.com/europe-moon-cave-exploration-ideas.html?jwsource=cl
ESA는이 임무에는 몇 가지 과학적 목표가 있다고 설명했다. 미래의 탐험가들은 동굴에 접근하고 동굴을 탐색하고 매핑 할뿐만 아니라 다른 자원을 사용할 수도 있습니다. ESA는 동굴과 "외부 세계 사이의 커뮤니케이션 구축"과 같은 아이디어가있을 수 있지만, 다른 환경에서는 동굴 환경을 측정 할 수있는 도구가 필요하다고 지적했다. "미션 개념은 단일 로버 또는 함께 작동하는 위성, 로봇 또는 로버 시스템의 분산 시스템을 기반으로 할 수 있습니다"라고 ESA의 아날로그 현장 테스트 및 탐사 교육 책임자로서 아이디어를 찾고있는 Loredana Bessone은 성명서. 어느 쪽이든, 우리는 달 표면에 착륙하고 동굴을 식별하고 접근하며 달의 과학적 탐구에 기여할 수있는 시스템을 찾고 있습니다.” 성명서는 2024 년 달 표면에 사람을 착륙시키는 NASA의 탐사 계획과 관련이 있다고 말하지는 않았지만 NASA는 달에 착륙하여 영구적 인 인간 존재를 구축하고 싶다고 지적했다. 달 동굴은 우주 비행사를 표면의 장기 방사선으로부터 보호 할 수있는 가능한 옵션이지만, 지금까지 우리의 지식은 궤도에서 발견 된 구덩이 사진 에서 비롯됩니다 .
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.추운 밤하늘에서 빛을 생성하는 장치
에 의한 세포 보도 이 사진에서 열전 발전기는 온도 차이를 이용하여 활성 열 입력없이 재생 가능한 전기를 생산합니다. 여기 빛이 발생하고 있습니다. 크레딧 : Aaswath Raman, 2019 년 9 월 12 일
저렴한 열전 장치는 능동적 인 열 입력없이 공간의 차가움을 이용하여 밤에 LED에 전력을 공급하는 전기를 생성한다고 연구자들은 9 월 12 일 저널 Joule에 발표했다 . 로스 앤젤레스 캘리포니아 대 소재 재료 공학과 조교수 인 Aaswath Raman은“태양 전지가 작동하지 않을 때 밤에 전기를 생산할 수있다”고 말했다. "조명을 넘어서, 우리는 이것이 원격지나 밤에 발전이 필요한 곳이라면 어디든지 적합한 발전 에 대한 광범위한 접근이 될 수 있다고 믿는다 ." 태양 전지는 낮 동안 효율적인 재생 에너지 원이지만, 현재 밤에 전력을 생성하는 비슷한 재생 방법은 없습니다. 태양 광 조명에는 야간 사용을 위해 일광 시간 에 생성 된 에너지를 저장하기 위해 배터리를 장착 할 수 있지만 추가 비용이 발생합니다. 라만 스탠포드 대학 과학자 웨이 리튬과 샨휘 판에 의해 개발 된 장치는 하늘 측 표면이 아니라 분위기의 열을 전달하는 복사 냉각을 이용 고려하여 태양 광 발전의 한계를 비켜 열복사를 공간에 약간의 열을 잃고 주변 공기보다 시원한 온도에 도달합니다. 이 현상은 얼어 붙은 밤 동안 잔디에 서리가 어떻게 형성되는지를 설명하며, 같은 원리를 사용하여 조명 수요가 가장 높은 밤에 재생 가능한 전기 를 생산하기 위해 온도 차이를 이용하여 전기를 생성 할 수 있습니다 .
능동적 인 열 입력없이 온도 차이를 이용하여 재생 가능한 전기를 생산하는 열전 발전기의 개략도. 크레딧 : Aaswath Raman
Raman과 동료들은 캘리포니아 주 스탠포드의 옥상에서 맑은 12 월 하늘 아래에서 저렴한 열전 발전기를 테스트했습니다. 이 장치는 열 복사를 최소화하고 적외선 투과형 바람막이로 보호하기 위해 알루미늄으로 코팅 된 마일 라로 덮힌 폴리스티렌 인클로저로 구성되어 있으며, 지붕 높이보다 1 미터 높이의 테이블에 앉아 주변 공기로부터 열을 끌어와 밤하늘로 방출합니다. 간단한 블랙 이미 터를 통해. 열전 모듈을 전압 부스트 컨버터와 백색 LED에 연결했을 때 연구원들은 수동으로 빛에 전력을 공급하는 것을 관찰했습니다. 그들은 6 시간에 걸쳐 전력 출력을 추가로 측정하여 평방 미터당 25 밀리 와트의 에너지를 생성하는 것을 발견했습니다. 복사 냉각기는 페인트로 코팅 된 단순한 알루미늄 디스크로 구성되며 다른 모든 구성품은 선반에서 구입할 수 있으므로 Raman과 팀은이 장치를 실용적으로 쉽게 확장 할 수 있다고 믿고 있습니다. 단위 면적당 생성되는 전기의 양은 비교적 작게 유지되어 현재 광범위한 응용 분야를 제한하고 있지만, 연구원들은 열을 증가시키기 위해 복사 냉각 구성 요소의 열 이득을 억제하는 등의 향상된 엔지니어링 기술로 20 배 더 강력하게 만들 수있을 것으로 예상합니다. 교환 효율 및 더 덥고 건조한 기후에서의 작동. 라만은“우리의 연구는 외부 공간의 추위를 재생 가능한 에너지 자원으로 활용함으로써 에너지에 대한 많은 남은 기회를 강조한다. "우리는 이것이 태양에 대한 보완 기술의 기초를 형성한다고 생각한다. 전력 출력 은 항상 실질적으로 낮을 것이나 태양 전지 가 불가능한 시간에 작동 할 수있다." 더 탐색 실험 장치는 우주의 추위로부터 전기를 생성합니다 추가 정보 : Joule , Raman et al .: "어둠에서 빛을 생성"https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(19)30412-X, DOI : 10.1016 / j.joule.2019.08. 009 저널 정보 : 줄 Cell Press 제공
https://techxplore.com/news/2019-09-device-cold-night-sky.html
미세 중력에서 화염을 연구하면 지구의 연소가 더 깨끗 해지고 공간이 더 안전 해집니다
NASA 마이클 존슨 이 불꽃은 다른 조건에서 생성되는 그을음의 양을 조사하기 위해 CIR 내부의 불꽃 디자인 조사의 일부로서 점화 된 많은 것 중 하나였습니다. 노란색 반점은 뜨거울 때 노랗게 빛나는 그을음 클러스터입니다. 그을음은 화염 내에 오래 남아 있기 때문에 지구보다 미세 중력이 커집니다. 크레딧 : NASA 2019 년 9 월 13 일
우주에서 화재가 퍼지고 행동하는 방법을 이해하는 것은 미래 우주 비행사의 안전과 지구의 화재를 이해하고 통제하는 데 중요합니다. 미량 중력은 연소 연구자 들이이 분야의 핵심 원리 중 일부를 테스트하는 데에도 중요 합니다. NASA의 글렌 연구소 (Glenn Research Center)의 과학자 Daniel Dietrich는“연소에 관한 교과서를 보면, 개발 된 거의 모든 이론은 중력의 영향을 무시한다. 미세 중력 연소 실험의 주요 초점은 우주 에서의 화재 안전 또는 지구와 우주에서의 실제 연소에 대한 이해에 관한 것입니다. 중력이 감소하면 지구에서 볼 수있는 것과는 다르게 불꽃이 생성됩니다. 우주 정거장 에 중력이 거의 없으면 화염이 구형 인 경향이 있습니다. 지구상에서는 화염의 뜨거운 가스가 상승하는 반면 중력은 더 차가운 밀도의 공기를 화염의 바닥으로 끌어 당깁니다. 이렇게하면 불꽃 모양과 깜박임 효과가 모두 생성됩니다. 미세 중력에서는이 흐름이 발생하지 않습니다. 이것은 연소 실험의 변수를 줄여서 더 단순하고 구형 불꽃을 만듭니다. 깨끗하고 효율적인 불꽃을 만드는 법을 배우는 것은 우리 삶의 많은 부분에 영향을 줄 수 있습니다. 글렌의 프로젝트 과학자 데니스 스토커 (Dennis Stocker)는“미국에서 우리의 대부분의 전기는 연소에 의해 생성된다. "전력 운송과 관련하여 우리는 어디에서 연소하지 않겠습니까? 그래서 연소는 우리 현대 생활의 큰 부분입니다."
NASA 우주 비행사 및 원정대 59 비행 엔지니어 Christina Koch는 미국 데스티니 랩 모듈의 Combustion Integrated Rack 내부에서 작업합니다. 그녀는 ACME (Microgravity Experiments)를 통한 종합 연소로 알려진 일련의 실험을 위해 하드웨어를 교체하고있었습니다. 크레딧 : NASA
다른 우주 정거장 연구와 마찬가지로, 연소 실험은 우주선이나 승무원에게 위험없이 안전하게 수행되도록 개발되었습니다. 그렇기 때문에 2008 년에 CIR (Comustion Integrated Rack)이 국제 우주 정거장에 설립되어 출시되었습니다. 위험에. CIR은 광범위한 연소 실험을 지원하기 위해 범용 하드웨어를 제공합니다. 또한 연구원들은 다양한 불꽃 실험을 수행하는 데 필요한 추가 하드웨어를 제공했습니다. Dietrich는 "미세 중력 프로그램뿐만 아니라 지난 20-30 년 동안의 연소 연구가 우주 정거장에서 FLEX 실험을하는 동안 가장 큰 발견 중 하나"라고 말했다. FLame Extinguishment Experiment (FLEX)는 연구원들이 우연히 시원한 불꽃과 관련하여 놀라운 발견을하거나 특정 조건에서 불꽃이 멸종 된 후 명백한 "연소"가 발생했을 때 CIR에서 연소 연료 방울을 연구함으로써 화재 억제제의 효과를 분석했습니다. Dietrich는“이는 이론적 인 연소 연소 관점뿐만 아니라 실제 관점에서도 중요하다. "우주 정거장과 같은 시설에서 연구 할 수있는 저온 화학 반응은 엔진과 같은 실제 연소 시스템에서 매우 중요합니다." 그러나 CIR이 우주 정거장을 사용하여 연소 실험을 수행하는 유일한 방법은 아닙니다. 눈에 띄지 않는 Cygnus 우주선이 스테이션에서 분리 된 후 발생하는 Saffire 실험은 주목할만한 예외입니다. 이 실험은 우주 정거장에서 멀리 떨어진 곳에서 발생했기 때문에 미세 중력에서 더 큰 화염에서 화재 확산 및 산소 사용과 같은 주제를 연구 할 수있었습니다.
우주 비행사 인 Michael Fincke (원정대 사령관)는 국제 우주 정거장의 하모니 노드에서 MDCA (Multi-User Droplet Combustion Apparatus) 챔버 삽입 어셈블리 (CIA)에서 작업합니다. 크레딧 : NASA
현재 과학자들은 궤도 실험실에서 ACME (Microgravity Experiments)를 통한 고급 연소로 알려진 일련의 실험을 수행하고 있습니다. 이러한 테스트는 스테이션에서 동일한 모듈 식 하드웨어 세트를 사용하기 때문에 함께 그룹화됩니다. 그들은 함께 지구상의 실제 연소에서 연료 효율을 개선 하고 오염 물질 생산을 줄이는 데 도움이되는 데이터를 산출 할 것 입니다. Flame Design으로 알려진 이러한 ACME 조사 중 하나는 유기물 (또는 다른 탄소 함유 물질)이 완전히 연소되지 않을 때 남은 탄소 잔류 물인 그을음에 중점을 둡니다. 그을음은 환경 및 건강 문제를 야기하지만 다양한 방법으로 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 복사열을 향상시킵니다. 복사열은 그늘에 서있을 때보 다 직사광선이 더 따뜻하게 느껴지는 이유입니다. 일반적으로 지구의 대부분의 화염은 공중에서 연소됩니다. 불활성 가스는 지구상 연소를위한 산소와 동시에 도입됩니다. 이 조사는 대신 산소가 아닌 연료와 함께 불활성 가스 를 도입합니다 . 리 서드 악셀 바움 (Richard Axelbaum) 수석 연구원은“화염에 큰 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. "이 경우, 산화제 또는 연료에 불활성 물질을 도입하더라도 화염의 온도는 동일 할 수 있지만 매연 형성 또는 화염 강도에 대한 영향은 실질적으로 다릅니다." 불꽃 디자인 조사는 다른 불꽃 조건에서 생산되는 그을음의 양을 연구하고 있습니다. 각 테스트는 불꽃을 생성하며 뜨거울 때 노랗게 빛나는 그을음 클러스터를 생성 할 수 있습니다. 그을음은 화염 내에 오래 남아 있기 때문에 지구보다 미세 중력이 커집니다.
https://youtu.be/eiJAZSc-IQM
이 실험의 결과는 특정 응용의 필요에 따라 더 매끄 럽거나 매연이없는 화염을 설계 할 수 있습니다. Axelbaum은“연소 과정을 완전히 마치면 일반적으로 모든 그을음이 완전히 소진되기를 원합니다. 전력을 생산할 때도 마찬가지입니다. "다른 목표는 그을음의 한 형태 인 카본 블랙을 생산하는 것입니다." 그러나 대부분 이러한 결과는보다 효율적이고 오염이 적은 버너 디자인을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다. 궤도 실험실에서이 연소 실험을 통해 얻은 지식은 지구의 불을 더 잘 이해하는 데 도움이되지만, 지구 궤도가 낮은 미래의 임무를 준비 할 때는 매우 중요합니다. 스토커는“미래의 일부는 부분 중력을보고있다. "이것은 달이나 화성과 같은 다른 세계의 화재 안전에 중요하다는 것을 이해합니다."
더 탐색 우주의 불꽃 디자인은 그을음없는 화재로 이어질 수 있습니다 NASA 제공
https://phys.org/news/2019-09-flames-microgravity-combustion-earth-cleaner.html
.고대 호주에는 이상한 유대류 거인이 있었으며 일부는 1,000kg 이상입니다
에 의해 과학의 공공 도서관 고대 호주에는 무게가 1,000kg을 넘는 이상한 유대류 거인들이 살고있었습니다. 크레딧 : Hazel Richards (2019), 2019 년 9 월 13 일
2019 년 9 월 13 일 호주 모나 쉬 대학교 헤이젤 리차드 (Hazel Richards)의 오픈 액세스 저널 PLOS ONE 에서 발표 한 연구에 따르면 호주 메가 파운드의 멸종 된 팔로 케 스티드 유대류 동물은 살아있는 종과는 달리 이상한 신체와 생활 양식을 가졌다 고한다 . 지난 2,500 만 년 동안 대부분 호주 동부에는 palorchestids라는 멸종 된 유대류 그룹이있었습니다. 이 동물들은 큰 크기, 이상한 테이퍼 모양의 두개골 및 큰 발톱으로 잘 알려져 있지만, 지금까지 사지 형태에 대한 자세한 연구는 이루어지지 않았습니다 . 이 연구에서 Richards와 동료들은 팔과 다리의 기능과 진화를 특징 짓기 위해 다양한 지질 학적 시대의 palorchestids의 60 개 이상의 화석 표본을 조사했습니다. 진화 과정에서 palorchestids는 더 커지고 낯선 사람이되었습니다. 신체 크기 의 대리로 팔다리 비율을 사용 하여이 저자들은 가장 큰 팔레 치의 무게가 1,000kg 이상일 것으로 추정했습니다. 또한, 그들의 앞다리는 매우 근육질이 많았으며 나뭇잎과 나뭇 가지를 움켜 쥐거나 긁는 데 적합했을 것입니다. 알려진 포유류 중에서 독창적으로 가장 큰 palorchestid의 팔꿈치 관절은 움직이지 않고 대략 100도 각도로 고정되어 무기가 영구적으로 구부러진 음식 수집 도구로 사용되었습니다. 이 연구는 palorchestid 유대류에서 사지 형태에 대한 최초의 공식적인 설명을 제공하고 아마도 현대 호주 생태계에서 더 이상 차지하지 않는 틈새 시장을 채운 거대한 초식 동물 그룹을 보여줍니다. 어깨와 손목과 같은 palorchestid 신체의 특정 부분에 대한 화석 유물은 여전히 누락되어 있지만 저자들은 기존 박물관 컬렉션 에서 더 많은 자료를 찾을 수 있기를 바랍니다 . 저자는 다음과 같이 덧붙였다 : "이 연구는 우리가 처음 으로이 거대한 유대류 palorchestid가 얼마나 큰지를 평가할 수있게 해주 며, 포유류 세계에서 전례없는 이상한 사지 해부학에 대한 최초의 포괄적 인 견해를 제공합니다. 한때 호주를 배회 한 독특한 대형 유대류의 다양성. "
더 탐색 호주의 멸종 된 '유대인 사자'인 틸라 콜레로의 골격을 처음으로 살펴보십시오. 추가 정보 : Hazel L. Richards et al., 이상한 멸종 유대류 거인 가족 인 Palorchestidae의 팔다리의 특별한 파골 학 및 기능적 형태, PLOS ONE (2019). DOI : 10.1371 / journal.pone.0221824 저널 정보 : PLoS ONE 공립 과학 도서관에서 제공
https://phys.org/news/2019-09-ancient-australia-home-strange-marsupial.html
.음, 꼬리가 보인다
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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.
.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
https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/ https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html
.팀은 결정 성장 동안 다 형체 선택이 열역학적으로 구동 될 수 있음을 발견
로 리 하이 대학 상호 작용 강도 EAA / EAB = EBB / EAB = 0.15, 온도 kBT / EAB = 0.1, 밀도 rs2 = 0.1 인 자기 조립의 MD 시뮬레이션 스냅 샷 스냅 샷 (A) 정사각형 클러스터, (B) 하나의 정사각형 클러스터를 다른 정사각형 클러스터에 부착, (C) 정사각형 클러스터를 6 각형 클러스터에 부착. 크레딧 : Evan Pretti, Hasan Zerze, Minseok Song, Yajun Ding, Runfang Mao, Jeetain Mittal, 2019 년 9 월 13 일
기술이 점점 작아지고 있습니다. 좋은 소식입니다. 매우 작은 입자 로부터 광학적, 전기적 및 기계적 특성을 갖는 재료를 제조하는 능력은 광범위하게 응용 될 수있다. 예를 들어, DNA로 이식 된 미세 입자는 더 나은 감지, 이미징 및 치료 전달을 위해 의약에 사용될 수있다. 이러한 물질의 작용에 대한 이해가 향상되면 다른 응용 분야에서 정밀 의학의 가능성을 달성 할 수 있습니다. 이러한 미세 재료의 제조를 지시하는 최선의 방법에 대해서는 여전히 많은 것을 배울 것입니다. DNA 작용 화 된 미세 크기 입자의 자기 조립 공정은 결정화, 즉 결정이라고 불리는 고도로 구조화 된 형태로 변형되는 원자 및 분자로 이어진다. 결정화는 핵 생성 (nucleation)으로 시작되는데,이 과정은 원 자나 분자가 미세한 규모로 모여있는 과정입니다. 클러스터가 안정적이고 충분히 커지면 결정 성장 이 일어날 수 있습니다. 원자 및 화합물은 일반적으로 다형성 (polymorphism)이라 불리는 하나 이상의 결정 구조를 형성 할 수있다 . 입자의 배열은 결정화 초기 단계에서 결정됩니다. Lehigh University의 화학 및 생물 분자 공학 교수 인 Jeetain Mittal에 따르면, 결정화 과정에서 다형성의 가능성을 수반하는 구조적 변형 은 일반적으로 결정이 형성 될 때 어떤 구조가 관측되는지 예측하기 위해 운동 효과 또는 핵 생성 속도에 기인한다고합니다. . 이것은 고전적인 핵 형성 이론과 일치합니다. Mittal과 그의 팀은 운동 효과가 모든 다형성 상황에서 구조적 변형을 완전히 설명 할 수 없으며 속도와 반대되는 결정 크기와 관련된 표면 열역학이 결정 구조 사이의 변형을 유도하는 데 중요 할 수 있음을 보여주었습니다. 연구팀은 열역학적으로 구동되는 결정 성장 동안 정사각형에서 육각형 격자로 구조적 변형을위한 새로운 경로를 발견했다. 이전의 많은 시스템에서, Mittal에 따르면, 구조적 다형성을 나타내는 결정은 핵 형성 속도와 관련된 운동 효과에 기인한다고합니다. Mittal과 그의 공동 연구자들은 이론적 계산적 관점과 계산적 관점 모두에서 동 역학적 주장과 달리 구조적 변형이 완전히 열역학적 일 수 있음을 입증하기 위해 견고한 계산을 제공합니다. 또한, DNA 작용 화 된 입자를 나타내는 거친 입자 모델을 사용하는보다 상세한 모델링 시스템에서 유사한 구조적 변형이 관찰된다. 이것은 그러한 구조적 변형이 훨씬 더 일반적 일 수 있고보다 현실적인 시스템으로 다시 연결될 수 있다는 강력한 증거입니다. 현재의 Lehigh Ph.D. 종이에 학생과 공동 저자. "많은 경우에 유용하지만, 고전 핵 생성 이론은 많은 시스템에서 유효하지 않은 것으로 이해된다. 우리는 이러한 크기 의존적 구조 변환이 그러한 예외 중 하나 이며 유한 크기 결정의 열역학적 특성 에 의해 좌우된다는 것을 보여준다. 이러한 크기 의존적 구조적 변형은 문헌의 다른 부분에서 명확하게 설명되지 않았다. " 그들의 연구 결과는 " 과학 콜로이드 결정화에서의 크기-의존적 열역학적 구조 선택" 에서 Science Advances 에 오늘 발표되었다 . Mittal 및 Mao 외에도 Evan Pretti, Hasan Zerze, Minseok Song 및 Yajun Ding (Lehigh의 PC Rossin 공과 대학 및 응용 과학 전공 학생)이 포함됩니다. Mittal과 그의 팀은 콜로이드가 서로 상호 작용할 때 표면에 묶여있는 DNA 가닥과 콜로이드의 특정 혼합물이 어떻게 2 차원 격자로 결정화되는지 연구했습니다. Pretti가 설명 하듯이 결정화는 성장하고 응집하는 작은 입자 클러스터에서 시작하며 특정 조건에서 이러한 결정은 한 결정 구조에서 시작하여 시간이 지남에 따라 다른 결정 구조로 변형 될 수 있습니다. Pretti 박사는“우리 시스템의 경우 이러한 구조의 변형이 서로 다른 구조의 상대 열역학적 안정성이 결정 크기에 어떻게 영향을 받는지에 따라 설명 될 수있다. 특히 작은 결정체의 경우 표면의 열역학이 구조에 영향을 줄 수있을 정도로 중요 해져서 자체 조립 과정에서 관측 된 변형을 유발한다”고 말했다. Mittal에 따르면, 이러한 DNA 기능화 된 시스템은 다양한 종류의 입자와 DNA 서열을 사용함으로써 얻을 수있는 큰 유연성과 다양한 가능성 때문에 콜로이드 조립 분야에서 특히 관심이있다. 그러나 그 결과는 그러한 시스템에만 국한된 것이 아니라 다른 종류의 결정화 공정이 어떻게 작동하고 제어 될 수 있는지에 대한 더 큰 이해를 제공 할 수 있습니다. 이 팀은 표준 분자 역학 시뮬레이션을 사용하여 시스템의 작동 방식을 이해하기 시작했습니다. 그들이보고있는 변형이 열역학적 기원임을 증명하기 위해주기적인 결정질 고체의 상대적인 열역학적 안정성을 계산하는 데 사용 된 기존의 방법을 사용하여 유한 크기의 결정을 분석 할 수 있도록 수정했습니다. Mittal 은“우리 는 가역적이며 유한 크기 결정 자체의 열역학 만 사용하여 설명 할 수 있는 구조적 변형 을 확인했습니다 . "우리의 연구는 DNA 기능화 된 입자 시스템과 잠재적으로 다른 종류의 결정 에서의 변형을보고 설명 할 수있는 새로운 방법을 제공 할 수 있습니다 ."
더 탐색 DNA- 안정화 된은 나노 클러스터의 결정 구조 결정 추가 정보 : "콜로이드 결정화에서 크기 의존적 열역학적 구조 선택" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/9/eaaw5912 저널 정보 : 과학 발전 Lehigh University 제공
https://phys.org/news/2019-09-team-polymorph-crystal-growth-thermodynamically.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
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