극한의 생체 모방 – 재료 공학 영감의 자연적인 소스를 찾기
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.양자 광자 밀기
캘리포니아 대학 앤드류 마스다 -산타 바바라 제안 된 올-전기, 온-칩 양자 광자 플랫폼. 크레딧 : Galan Moody, 2019 년 10 월 22 일
양자 컴퓨터는 양자 역학의 기본 원리를 사용하여 복잡한 계산 문제를 빠르게 해결합니다. 전화 번호부에서 특정 번호를 검색하는 작업을 수행해야한다고 가정합니다. 클래식 컴퓨터는 일치하는 것을 찾을 때까지 전화 번호부의 각 줄을 검색합니다. 양자 컴퓨터는 각 회선을 동시에 평가하여 전체 전화 번호부를 동시에 검색하고 결과를 훨씬 빠르게 반환 할 수 있습니다. 속도의 차이는 컴퓨터의 기본 정보 처리 장치 때문입니다. A의 고전 컴퓨터 , 그 기본 단위가 비트, 전기 또는 호출 광 펄스 양자 컴퓨터의 기본 단위는 동시에 0과 1의 값의 여러 조합을 나타낼 수 큐빗, 0 또는 1 중 어느 하나를 나타낸다. 양자 컴퓨터가 계산 속도를 높이는 것은 바로이 특성입니다. 큐 비트의 단점은 온도 변화와 같은 환경 노이즈에 취약한 취약한 양자 상태에 존재한다는 것입니다. 결과적으로, 통제 된 환경에서 큐 비트를 생성하고 관리하는 것은 연구원들에게 중대한 과제를 제기합니다. 전기 및 컴퓨터 공학 조교수 인 UC Santa Barbara 엔지니어 인 Galan Moody는 빛을 사용하여 정보를 인코딩하고 처리하는 기존 양자 컴퓨팅 프로토 타입의 열악한 효율성과 성능을 극복 할 수있는 솔루션을 제안했습니다. 광학 시스템은 동일한 물리적 프레임 워크에서 양자 컴퓨팅과 네트워킹을 자연스럽게 연결하기 때문에 매력적입니다. 그러나 기존 기술에는 여전히 칩 외부 광학 작업이 필요하므로 효율성, 성능 및 확장 성이 대폭 줄어 듭니다. "All-on-Chip 용 이기종 III-V / 실리콘 포토닉스 : 선형 광학 양자 컴퓨팅"이라는 그의 프로젝트에서 Moody는 모든 필수 구성 요소가 단일 반도체 칩에 통합 된 광학 양자 컴퓨팅 플랫폼을 만드는 것을 목표로합니다. UCSB의 공과 대학에 합류 한 무디 (Moody)는 “통합 전자 회로 는 고전적인 컴퓨팅 분야에서 혁신적인 발전을 가능하게했다. 우리의 목표는 양자 컴퓨팅 에 동일한 영향을 미치는 통합 된 광전 회로 를 만드는 것이다. 박사후 연구원 및 연구 과학자로서의 기술. "이로 인해 효율성과 처리 속도가 크게 향상 될 수 있으며 빛을 사용하여 정보를 처리하고 전송하는 완전히 새로운 방법을 사용할 수 있습니다." Moody 's의 연구 프로젝트는 이제 미국 공군으로부터 크게 향상되었습니다. 그는 공군 과학 연구실에서 2019 Young Investigator Award에 선정 된 40 명의 초기 경력 과학자 중 한 명입니다. 수상자에게는 3 년 동안 45 만 달러가 지원됩니다. 이 프로그램은 과학, 공학 관련 문제뿐만 아니라 항공, 우주 및 사이버 공간의 이용을 통제하고 최대화하는 공군의 사명을 지원하는 젊은 과학자들의 연구를 촉진하기위한 것입니다. 무디는 "이 재능있는 수상자 그룹에 참여하게 된 것을 영광으로 생각합니다." "이 상을 통해 연구 그룹은 흥미롭고 빠르게 진화하는 양자 정보 환경에보다 의미있는 영향을 줄 수 있습니다." 모든 전기, 온칩 양자 광자 플랫폼을 개발하기 위해, Moody는 서로 다른 플랫폼과 어플리케이션을 위해 개발 된 3 가지 기술을 통합 할 것을 제안합니다. 부품은 전기 구동 양자점 단일 광자 소스, 광학 작동을위한 실리콘 기반 광자 및 초전도 나노 와이어 단일 광자 검출기입니다. "물리적 모델링을 사용하여 장치의 설계 및 제작을 안내 할 것"이라고 그는 말했다. "Quantum Optical Spectroscopy는 재료 특성 및 노이즈 소스에 대한 통찰력을 제공 하고 온칩 광학 간섭계는 측정을 통해 재료 순도를 개선하고 광원을 모니터링하며 계산을 수행 할 수있게합니다. 궁극적으로 우리는 모든 이점을 더 잘 이해하고 활용하고자합니다. 양자 역학은 컴퓨팅과 네트워킹을 제공 할 수 있습니다. " 무디에 따르면,이 새로운 기술은 안전한 통신을위한 턴키 양자 광원과 같은 영역에 변형적인 영향을 미칠 수 있으며 레이저 및 LED와 같은 기존의 광소 자의 크기, 무게 및 전력 소비를 줄일 수있다.
더 탐색 새로운 양자 소자를위한 조정 가능한 광학 칩 에 의해 제공 캘리포니아 대학 - 산타 바바라
https://phys.org/news/2019-10-quantum-photonics.html
.극한의 생체 모방 – 재료 공학 영감의 자연적인 소스를 찾기
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 1200 ° C에서 스펀 인 스캐 폴드의 탄화 된 3D 구조로의 변환 개요. (A) 정제 후의 Hippospongia communis demosponge 유기 골격의 전형적인 세포 및 계층 적 형태는 부피가 70 %까지 감소 함에도 불구하고 탄화 과정 동안 변하지 않고 유지된다. (B) 탄화 3D 스캐 폴드는 2mm 두께의 슬라이스 (C)로 절단 할 수 있습니다. 탄화 스폰 인 네트워크의 입체 현미경 (D 및 E) 및 SEM 이미지 (G 및 H)는 모두 스폰지 형 구조물에 전형적인 구조적 무결성을 확인합니다. 그러나, 풍부한 나노 포어 (I)의 형성으로 인해 탄화 된 섬유의 표면이 거칠게되었다 (H). 정제 된 탄화 스 펀닌 (F)의 EDX 분석은 탄소 질 기원의 강력한 증거를 제공합니다. 크레딧 : Iaroslav Petrenko와 TU Bergakademie Freiberg의 Michael Kraft. 신용: 2019 년 10 월 22 일 기능
생체 모방 물질과 스캐 폴드를 생산하기위한 생물학적으로 영감을받은 공학은 일반적으로 마이크로 또는 나노 스케일에서 발생합니다. Science Advances 에 대한 새로운 연구에서 Iaroslav Petrenko와 여러 분야의 글로벌 연구팀은 자연적으로 사전 제작 된 3 차원 스펀 인 스캐 폴드를 사용하여 더 큰 센티미터 규모의 시료에서 분자 세부 사항을 보존 할 것을 제안했습니다. 재료 특성화 연구 동안 , 연구원들은 나노 스케일 특징을 테스트하기 위해 대규모 샘플이 필요합니다. 자연적으로 발생하는 collagenous 자원은 최고 1200 0의 온도에서 안정적인 미세 구조를 포함했습니다.특성화 및 촉매 적용을 위해 최대 4 x 10cm 3D 미세 섬유 및 나노 다공성 흑연을 생성 할 수있는 C. 새로운 발견은 터보 스 트래 틱 (오정렬 된) 흑연 에서 삼중-나선형 콜라겐의 나노 구조적 특징을 예외적으로 보존하는 것으로 나타났다 . 탄화 스펀지는 원래 스펀 인 스캐 폴드의 모양과 독특한 마이크로 아키텍처와 비슷했습니다. 그런 다음 연구원들은 복합 재료를 구리로 도금하여 담수 및 해양 환경에서 우수한 촉매 성능을 보이는 하이브리드 재료를 형성했습니다. 극한의 생체 모방 은 기존의 합성 전략에 대한 솔루션을 제공하기 위해 자연 공학 영감의 원천을 찾는 것입니다. 바이오 엔지니어 및 재료 과학자 는 거친 조립식 3D 아키텍처를 모방하기 위해 거친 화학 및 열 미세 환경에 강한 무기 유기 하이브리드 재료를 만드는 것을 목표로합니다. 예를 들어, 과학자들은 재생 가능한 비 독성 유기 스캐 폴드와 함께 계층 적으로 구조화 된 새로운 3D 합성물을 개발하기 위해 생산적인 모델 시스템으로 해양 스폰지를 사용했습니다. 6 억년 전 진화 과정에서 해양 데모 스펀지 는 센티미터에서 미터 규모의 구조물을 생산했으며 현재 재료 연구에 잠재적 인 응용이 가능합니다. 스 펀닌으로 알려진 스펀지 골격의 섬유질 성분은 콜라겐 수퍼 패밀리에 속하며 나노 건축 조직 및 생체 역학적 행동 으로 인해 재료 공학에 중점을 둡니다 . 구조적으로, 콜라겐-유사 스펀 인은 100 μm 두께의 단일 섬유와 나노 섬유로 구성된 여러 수준을 가지고 있으며, 고 다공도의 복잡한 3 차원 계층 네트워크에 결합되어 있습니다. 때문에 최대 360 spongin의 내열성에 0 C 및 산에 대한 저항성, 연구자 산화철 (철 개발 수열 합성 반응에 spongin 계 지지체를 사용한 2 O 3 ) 및 이산화 티탄 (이산화 티탄 2-) 전기 화학 및 촉매 목적의 복합 재료 . 과학자들은 또한 스펀 인-스캐 폴드를 탄화시켜 센티미터 규모의 이산화망간 (MnO 2 ) 기반 슈퍼 커패시터를 개발했다.
터보 스 트래 틱 흑연으로 탄화 된 스폰지의 식별. 1200 ° C에서 탄화 된 스 펀닌의 XRD 분석. (A) 원, 측정 데이터; 실선, 연구에 기재된 방법에 따른 계산; 결론, 측정 된 강도와 계산 된 강도의 차이. 라벨은 회절 지수 hkl이다. (B) 해당 색인 FFT (C)와 HRTEM 이미지. (D) 회절 링을 따라 강도의 합으로서 탄화 스 펀닌 및 상응하는 1D 강도 분포 (E)에 대한 SAED 패턴. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805
재료 과학의 현재 추세에서 과학자들은 재생 가능한 생분해 가능한 자연 공급원을 사용하여 대규모로 제어 된 마이크로 아키텍처 및 형태를 갖는 탄소 재료를 개발하는 것을 목표로합니다. 최근의 연구는 다음과 같은 구조 단백질의 적합성 추천 한 케라틴 , 콜라겐 및 실크 탄화 (200) 사이에 대한 0 800 C 0 C 및 심지어 2800 0 온도시켰다. 그럼에도 불구하고, 지금까지 계층 적 기공 및 3 차원 연결된 골격을 갖는 스펀지 형, 즉시 사용 가능한 탄소 스캐 폴드에 대한 연구는 아직보고되지 않았다. 결과적으로 Petrenko et al. 1,200 이상의 온도에 견딜 수 센티미터로 나노 스케일에서 계층 적 복잡성을 조합에 의해 개발 된 새로운 3-D 탄화 spongin 지지체, 0 나노 구조를 유지하면서, C를. 연구팀은 기능화를 촉매로 선호하기 위해 형태 나 구조적 완전성을 잃지 않고 고온에서 스폰 인을 탄소로 변환 할 가능성을 가설을 세웠다. 이번 연구에서 그들은 센티미터 규모의 3 차원 탄화 스펀 인 Cu / Cu 2 를 디자인하기위한 첫 번째 성공적인 노력에 대해 자세히 설명했다극단적 인 생체 모방 전략을 사용하는 촉매 물질. 연구팀은 담수 및 해양 환경에서 4- 니트로 페놀 (4-NP)에서 4- 아미노 페놀 (4-AP) 로의 환원을 효과적으로 촉진하는 물질의 능력을 입증했다.
1200 ° C에서 탄화 한 80nm 두께의 스 펀닌 컷의 TEM 이미지. (A) 주로 콜라겐 나노 피 브릴로 구성된 탄화 스 펀닌의 개요 이미지. 화살표는 진주 목걸이 구조가 서로 평행하다는 것을 나타냅니다. 빨간색 프레임은 이미지 (B)에 대해 확대 된 영역을 나타냅니다. 푸리에 변환에서, 8.16 및 25.6Å의 직접 공간 거리에 대응하는 회절 최대 값이 기록된다. (B) 나노 구조의 확대 된 이미지. 진주와 같은 사슬은 2.86 nm의 주기성을 보여주는 것으로 나타나며, 이는 원 섬유 장축을 따라 콜라겐의 3 중 나선 주기성에 전형적이다. (C) 확대 된 영역은 나노 포어 내포물을 갖는 나노 도트 형 구조를 나타낸다. 푸리에 변환은 4.5nm 주기성을 갖는 규칙적인 육각형 패턴 (왼쪽 상단 삽입)을 보여줍니다. (D) (C)의 푸리에-필터링 된 이미지. 필터링을 위해 0.44 nm-1에 상응하는 푸리에 변환의 반사는 삽입에 표시된 바와 같이 4.5 nm의 간격에 대응하여 선택되었다. 가공 된 현미경 사진에서, 육각형 구조는 4.5 nm의 기공 대 기공 거리 및 약 3 nm의 기공 직경 (왼쪽 상단)으로 관찰된다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805
과학자들은 먼저 스폰지 뼈대를 가열하여 직접 탄화시켰다. 탄화 된 스 펀닌은 부피는 감소했지만 천연 스 펀닌과 비교하여 3 차원 섬유질 외관 및 증가 된 밀도를 유지 하였다. 연구팀은 13 C 핵 자기 공명 (NMR) 분광법을 사용하여 탄소 질 물질을 분석하여 구조 화학을 이해했다. 이전 결과 와 비교할 때 , 연구팀은 정렬 된 흑연 유사 도메인을 포함하는 비정질 흑연과 유사한 물질을 발견했다. 그들은 XRD ( X-ray diffraction )와 Raman spectroscopy를 사용한 결과를 확인했다 . 연구팀은 고분해능 투과 전자 현미경을 사용하여 흑연의 구성 (스폰 인으로부터 획득)을 확인했다(HRTEM), 고속 푸리에 변환 (FFT) 및 선택 영역 전자 회절 (SAED) 기술. 전자 에너지 손실 분광법 탄화 spongin 용 스펙트럼 (EELS) 측정에 대응 이전 결과 . 나노 스케일에서, 흑연 나노 클러스터는 다공성 구조를 생성하였고, Petrenko et al. 콜라겐 계 원 섬유 단백질을 나타 내기 위해 탄화 된 스펀지의 TEM (투과 전자 현미경) 현미경 사진을 사용하여 조사 하였다. 그들은 진주 같은 사슬과 주기성을 가진 나노 구조를 관찰했으며, 스 펀닌의 탄화 후 콜라겐 나선의 구조적 특징을 보존했다. 푸리에 변환 이미지는 나노 스케일에서 6 각형 격자를 나타내었고 과학자들은 콜라겐 기반 스 펀닌이 6 각형 탄소 구조로 변형되었음을 확인했다. 연구팀은 추가 재료 특성화 기술을 사용하여 탄화의 구조적 및 화학적 변화를 체계적으로 조사했다. 결과는 탄소에서 나노 결정질 흑연으로의 물질의 점진적 진화를 보여 주었다.
CuCSBC의 구조적 특성. 구리로 전기 도금하고 1 시간 동안 초음파 처리 한 후 3D 탄화 스캐 폴드의 SEM 이미지 (A 및 B). 금속 화 된 스캐 폴드는 탄소 미세 섬유의 위치를 나타 내기 위해 기계적으로 파손되었다. 잘 발달 된 결정 (B)은 3μm 이하의 두께로 탄소 미세 섬유를 덮는 미세 결정상의 표면에서 잘 검출 될 수있다. 탄화 된 스폰 인 표면 상에 증착 된 구리 층에서 Cu의 K- 에지에 대한 XAS 형광 수율 신호는 CuO 및 Cu2O 표준 (C)의 기준 스펙트럼과 비교하여 도시되어있다. 터보 스 트래 틱 흑연 (E), 계면 층 (F) 및 반응 층 (G)으로부터 상응하는 SAED 패턴을 갖는 Cu- 탄화 마이크로 파이버 (D)의 STEM 명 시야 (BF) 개요. (H) EDX / EELS 라인 스캔 경로가있는 STEM 암시 야 (DF) 이미지. (I) EDX 스캔으로부터 계산 된 C, Cu 및 O의 농도 프로파일. 산소의 K-edge 및 구리의 L-edge 근처에서 측정 된 ELNES (electron energy-loss near-edge structure) 스펙트럼은 각각 (J) 및 (K)에 표시됩니다. (L) Cu 나노 결정의 HRTEM 현미경 사진 및 인덱스 FFT. (M) 반응 층을 통한 EDX 라인의 경로 및 (N) 산소의 스펙트럼 라인 Kα, 구리의 Lα 및 탄소의 Kα의 상응하는 강도 프로파일. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805 (L) Cu 나노 결정의 HRTEM 현미경 사진 및 인덱스 FFT. (M) 반응 층을 통한 EDX 라인의 경로 및 (N) 산소의 스펙트럼 라인 Kα, 구리의 Lα 및 탄소의 Kα의 상응하는 강도 프로파일. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805 (L) Cu 나노 결정의 HRTEM 현미경 사진 및 인덱스 FFT. (M) 반응 층을 통한 EDX 라인의 경로 및 (N) 산소의 스펙트럼 라인 Kα, 구리의 Lα 및 탄소의 Kα의 상응하는 강도 프로파일. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805
탄소의 전기 전도성은 잘 알려진 특성이므로, 연구팀은 전기 도금 방법을 사용하여 탄화 스펀 인 스캐 폴드를 구리로 기능화했습니다 . Petrenko et al. 30 초 동안 구리 (Cu)로 재료 샘플을 전기 도금 한 결과, 생성 된 3-D 탄화 스캐 폴드는 금속 화 전 재료의 구조와 유사했습니다. 그런 다음 라만 분광법, XPS 및 X- 선 흡수 분광법을 사용하여 Cu / Cu 2 O 탄화 스 펀닌 스캐 폴드 (CuCSBC라고 함) 내 Cu의 상을 확인했습니다 . 그들은 새로운 촉매 CuCSBC 물질의 화학 및 구조적 연구를 사용하여 조사를 수행했다. 연구팀은 CuCSBC의 존재 하에서 4- 니트로 페놀 (4-NP)의 4- 아미노 페놀 (4-AP) 로의 환원 반응을 시험했다. 일반적으로 4-NP는 해양 생태계를 독성 수질 오염 물질 로 오염시키는 약제 염료 및 살충제를 구성 합니다. 모의 해수에서 4-NP의 촉매 적 감소는 현재 전 세계 생태 학자와 환경 보호 기관에 큰 도전이되고 있습니다. 본 연구에서 Petrenko et al. 5 mg의 CuCBSC를 시스템에 첨가 한 후, 그들은 시뮬레이션 된 해수 및 탈 이온수에서 2 분 내에 4-NP를 4-AP로 감소시켰다. 과학자들은 CuCSBC의 탁월한 촉매 성능을 3 차원 6 각형 및 메조 포러스 구조와 고유 한 생체 모방 탄소 질 지지체로 평가했습니다.
CuCSBC의 촉매 성능. (C) 반응 동역학을 사용하여 모의 해수에서 5 mg의 CuCSBC 촉매 (A)를 첨가 한 후 (D) 반응 동역학을 사용하여 탈 이온수에서 (B) 4-NP를 4-AP로 변환. (E) CuCSBC를 사용한 4-NP의 감소 메커니즘 제안 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax2805
이런 식으로 Iaroslav Petrenko와 동료들은 천연 공급 원료를 사용하여 촉매 활성의 생체 모방 물질 을 개발했습니다 . 그들은 하이브리드 탄화 공정에서 콜라겐 매트릭스를 사용하여 제어 된 3D 마이크로 아키텍처로 센티미터 규모의 기계적으로 안정적인 탄소 재료를 엔지니어링하고 스 펀닌 열분해 제품을 구리로 코팅했습니다. 결과 CuCSBC 제품에 대해 Cu / Cu 2 O로 기능화 한 후 3D 탄소의 미세한 표면을 유지했습니다 . 이 제품은 모의 해수에서 5 0의 탁월한 잠재력과 안정성을 보여주었습니다.C 및 탈 이온수. 이 팀은 오염 된 해양 환경에서 4-NP를 제거하기 위해 재생 가능하고 안정적인 생체 모방 CuCSBC 촉매를 형성했습니다. 재료 공학 기술은 경제적으로 실현 가능합니다. 실험실에서 스 펀닌을 경작하고 재배하고 기계적으로 탄탄한 탄화 버전을 형성합니다. 미래의 연구는 재료 아키텍처의 원자 규모에 초점을 맞추어 최적화되고보다 효율적인 바이오 영감 재료를 형성하기위한 추가 통찰력을 제공 할 것입니다.
더 탐색 활성탄 생산 중 10T의 높은 자기장으로 미세 기공 용량 35 % 향상 추가 정보 : Iaroslav Petrenko et al. 극한의 생체 모방 : 스폰지에 의해 놓인 생물학적 메쉬의 센티미터 규모 샘플에서 분자의 세부 사항 보존, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aax2805 Shengjie Ling et al. 자연 및 재료 공학의 나노 피 브릴, Nature Reviews Materials (2018). DOI : 10.1038 / natrevmats.2018.16 Leszek Nikiel et al. 흑연의 라만 분광 특성 : 스펙트럼 / 구조 상관의 재평가, 탄소 (2003). DOI : 10.1016 / 0008-6223 (93) 90091-N 저널 정보 : 과학 발전 , 탄소
https://phys.org/news/2019-10-extreme-biomimetics-natural-sources-materials.html
.연구원들은 모트 절연체에서 어려운 원자 규모 자기 '신호'를 밝힌다
에 의해 보스턴 대학 (Boston College) 크레딧 : CC0 Public Domain, 2019 년 10 월 22 일
Mott 절연체의 특성을 조사한 결과, Boston College, MIT 및 UC Santa Barbara의 연구팀은 절연체에서 금속으로 전환 할 때 고유 한 물질에서 알기 어려운 원자 규모의 자기 신호를 밝혔습니다. 자연 물리학 저널 . Mott 절연체라고 알려진 재료 부류의 화합물을 사용하여 연구팀은 스핀 편광 스캐닝 터널링 현미경 (SP-STM)을 사용하여 원자 수준 에서 이러한 절연체의 한 예의 기본 물리학을 원자 수준 에서 자세히 설명했습니다 . 전자 전하의 첨가를 통한 금속 상태, 도핑 (doping)이라 불리는이 보고서의 주 저자 인 보스턴 일리노이 물리학 교수 Ilija Zeljkovic는 말했다. 모트 절연체는 강한 전자-전자 상호 작용으로 인한 전자의 국소화를 특징으로하며, 일반적으로 자기 순서를 수반한다고 Zelkjovic은 설명했다. 이 경우, 연구진은 단결정 형태의 산화물 인 모트 절연체 스트론튬 이리 데이트의 표면을 개발하고 연구했다. 많은 복잡한 산화물에서, 자기 순서는 다른 위상의 공간적으로 불균일 한 지형 내에 내장되어 있다고 그는 말했다. 이 연구팀은 복잡한 산화물에서 아직 달성되지 않은 기본 물리학을 완전히 이해하기 위해 단일 원자 길이 스케일에서 전하 및 스핀 감도로 측정을 수행하려고했습니다. Zeljkovic과 그의 동료들은 스핀 편광 스캐닝 터널링 현미경 (SP-STM)을 사용하여이 실험을 처음으로 수행 할 수 있다고보고했다. Zeljkovic 박사는이 측정법이 전하 캐리어 도핑으로 반 강자성 모트 절연체가 어떻게 진화하는지 이해하는 데 도움이된다고 설명했다. 연구진은 전하 운반체 도핑으로 진화를 추적함으로써 낮은 수준의 도핑으로 재료 전자의 균일 한 반 강자성 질서가 절연체 -금속 간 전이 근처에서 조각난 "패치"반 강자성 질서로 녹는다 는 것을 발견했다. 보고했다. 젤 코비 치는 이번 결과가 모트 절연체의 고유 한 특성에 대한 이해를 높이고 복잡한 산화물에서 원자 규모 정보를 나타낼 수있는 강력한 도구로 SP-STM을 확립했다고 밝혔다.
더 탐색 연구원들은 절연 큐 레이트에서 전하-스트라이프 결정상을 관찰 추가 정보 : He Zhao et al., 도핑 된 Mott 절연체, Nature Physics (2019) 의 반 강자성 질서의 원자 규모 조각화 및 붕괴 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0671-9 저널 정보 : 자연 물리 Boston College 제공
https://phys.org/news/2019-10-reveal-elusive-atomic-scale-magnetic-mott.html
.연구원들은 양자 매듭이 풀리는 것을 지켜보고있다
에 의해 알토 대학교 양자 매듭의 붕괴 (왼쪽)와 관련된 입자 밀도는 몇 마이크로 초 후에 스스로를 풀고 결국 스핀 소용돌이 (오른쪽)로 바뀌면서 연구원들을 놀라게했습니다. 크레딧 : Tuomas Ollikainen / Aalto University, 2019 년 10 월 21 일
양자 가스는 자기장을 사용하여 매듭으로 묶을 수 있습니다. 우리 연구원들은 Aalto University와 미국 Amherst College 간의 협력의 일환으로 이러한 매듭을 처음으로 만들어 냈으며, 이제 매듭이 시간이 지남에 따라 어떻게 작동하는지 연구했습니다. 놀라운 결과는 매듭이 소용돌이로 바뀌기 전에 짧은 시간 동안 스스로 풀린다는 것입니다. 이 연구는 주로 Ph.D. Tuomas Ollikainen이 수행했습니다. 매사추세츠 주 애 머스트 (Amherst)에서 실험 작업 을 수행 하고 데이터를 분석하고 Aalto에서 이론을 개발하는 사이에 시간을 허비 한 Aalto 대학교 학생 . "우리는 이전에 실험적으로 이러한 종류의 3 차원 구조의 역학을 연구 할 수 없었기 때문에 이것이이 방향의 첫 단계입니다." Ollikainen은 말합니다. 양자 매듭과 같은 토폴로지 구조는 일반적으로 매우 안정적이기 때문에 매듭 붕괴가 놀랍다는 사실 은 놀랍습니다. 3 차원 양자 결함이 1 차원 결함으로 붕괴한다는 관찰은 이전에는 볼 수 없었기 때문에이 분야에서도 흥미 롭습니다. 이 양자 가스 시스템에서 양자 가스 제어 연구원들은 그들의 새로운 연구가 실험 연구에서 새로운 길을 열길 희망합니다. 이 연구에서 중요한 돌파구 중 하나는 양자 가스의 상태를보다 잘 제어 할 수 있었기 때문에 매듭의 붕괴 및 와류의 형성과 같은 구조의 변화를 감지 할 수있었습니다 .
양자 가스가 생성되는 Amherst College의 실험 설정. 크레딧 : David Hall / Amherst College
"물론 이러한 것들을 시뮬레이션 할 수는 있지만 실제로 양자 매듭을 만드는 것은 쉽지 않습니다. 환경을 더 잘 제어 할 수있게함으로써 우리는 다양한 효과를 탐구하고이 흥미로운 양자 시스템에 대해 더 많이 이해할 수 있습니다." Ollikainen에게 알려줍니다. "우리가 2016 년에 양자 매듭을 묶었을 때, 이것은 3 차원 권선 구조의 첫 번째 실현이었습니다. 그것은 처음으로 다른 행성에서 공기를 호흡하는 것과 같았습니다. 놀랍습니다." Ollikainen이 근무하는 Quantum Computing and Devices 그룹의 책임자 인 Mikko Möttönen 교수는 말합니다. "많은 연구자들이 우리 연구에주의를 기울이고 완전히 다른 유형의 시스템에서이를 시험해 보겠다는 영감을 얻었다는 것을 알고 있습니다.이 기술이 실제 응용 프로그램에서 언젠가 사용되는 것을 보는 것이 좋을 것입니다. Möttönen은 원자력 가스의 양자 매듭이 흥미로울 때 스스로 풀기 전에 빨리 사용해야하므로 첫 번째 응용 분야는 다른 시스템에서도 발견 될 수 있다고 밝혔다.
더 탐색 과학자들은 양자 매듭의 존재를 확인하고 양자 역학 분야에서 생성합니다. 추가 정보 : T. Ollikainen et al. 양자 매듭의 부패, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.163003 저널 정보 : 실제 검토 서한 Aalto University 제공
https://phys.org/news/2019-10-quantum-untie.html
.우주에서 첫 번째 색은 무엇입니까?
작성자 : Brian Koberlein, Universe Today 이 그림은 왼쪽의 빅뱅에서 오른쪽의 현대에 이르는 우주의 진화를 보여줍니다. 크레딧 : NASA, 2019 년 10 월 21 일
우주는 어린 별의 청백색 깜박임에서 수소 구름의 짙은 붉은 빛에 이르기까지 빛의 바다에서 솟아납니다. 인간의 눈으로 보는 색 이외에도 X- 선과 감마선의 번쩍임, 강력한 라디오 파열, 우주적인 마이크로파 배경의 희미하고 항상 존재하는 빛이 있습니다. 우주는 보이거나 보이지 않는, 고대와 새로운 색으로 가득 차 있습니다. 그러나이 모든 것 중에서 우주의 첫 번째 색인 다른 색보다 먼저 나타난 색이있었습니다. 우주는 빅뱅과 함께 138 억 년 전에 시작되었습니다. 가장 빠른 순간에 그것은 이전보다 더 조밀하고 뜨거웠습니다. 빅뱅은 종종 어두운 바다에서 나타나는 화려한 섬광으로 시각화되지만 정확한 그림은 아닙니다. 빅뱅은 빈 공간으로 폭발하지 않았습니다. 빅뱅은 에너지로 가득 찬 확장 공간이었습니다. 처음에는 온도가 너무 높아서 빛이 없었습니다. 우주는 광자가 나타나기 전에 1 초 동안 식혀 야했습니다. 약 10 초 후, 우주는 광자 시대에 들어갔다. 양성자와 중성자는 수소와 헬륨의 핵으로 냉각되었고, 공간은 핵, 전자 및 광자의 플라즈마로 채워졌다. 당시 우주의 온도는 약 10 억도였습니다. 그러나 빛이 있었지만 아직 색은 없었습니다. 색깔은 우리가 볼 수 있거나 적어도 어떤 종류의 눈으로 볼 수 있습니다. 광자 에포크 (photon epoch) 동안 온도가 너무 높아서 빛이 고밀도 플라즈마를 통과 할 수 없었습니다. 핵과 전자가 원자에 결합하기에 충분히 냉각 될 때까지 색이 나타나지 않습니다. 우주가 그렇게 식는 데 380,000 년이 걸렸습니다.
유럽 우주국이 운영하는 우주 관측소 인 플랑크 (Planck), 우주 마이크로파 배경에 대한 작가의 개념. 크레딧 : ESA와 Planck Collaboration – D. Ducros
그때까지, 관측 가능한 우주는 8 천 8 백만 광년에 걸쳐 투명한 우주의 수소와 헬륨의 우주 구름이었다. 빅뱅에서 형성된 모든 광자는 마침내 공간과 시간을 자유롭게 통과 할 수있었습니다. 이것이 우주 우주가 마침내 보여 질 때부터 빛의 광선 인 우주 마이크로파 배경으로 이제 우리가 보는 것입니다. 수십억 년에 걸쳐, 글로우는 이제 절대 영점보다 3 도보 다 낮은 온도를 갖도록 냉각되었습니다. 처음 등장했을 때, 우주는 약 3,000K로 훨씬 더 따뜻했습니다. 초기 우주는 밝고 따뜻한 빛으로 가득 차있었습니다. 첫 번째 색이 무엇인지 잘 알고 있습니다. 초기 우주의 온도는 전반적으로 거의 균일했으며, 빛은 흑체라고 알려진 파장 분포를 가졌습니다. 많은 물체는 재료의 종류에 따라 색이 달라 지지만 흑체의 색은 온도에만 의존합니다. 약 3,000K의 흑체는 오래된 60 와트 전구의 따뜻한 빛과 비슷한 밝은 주황색 흰색 빛을냅니다.
흑체의 색은 온도에 따라 다릅니다. 크레딧 : Dariusz Kowalczyk, Wikipedia
인간은 색을 매우 정확하게 보지 못합니다. 우리가 인식하는 색은 실제 빛의 색뿐만 아니라 밝기와 눈이 어둡게 적용되는지 여부에 달려 있습니다. 우리가 첫 번째 빛의 기간으로 되돌아 갈 수 있다면 아마도 우리는 불꽃과 비슷한 오렌지 빛을 감지 할 것입니다. 다음 수억 년 동안 우주가 계속 팽창하고 식 으면서 희미한 주황색 빛이 희미 해지고 붉어 질 것입니다. 결국 우주는 검게 변할 것이다. 약 4 억 년 후, 최초의 화려한 청백색 별이 형성되기 시작했고 새로운 빛이 나타났습니다. 별과 은하가 나타나고 진화함에 따라 우주는 새로운 색을 취하기 시작했습니다. 2002 년 Karl Glazebrook와 Ivan Baldry는 오늘날 우주의 현재 색을 결정하기 위해 오늘날 우리가 별과 은하에서 보는 모든 빛의 평균 색을 계산했습니다. 크림이 든 커피의 색과 비슷한 옅은 황갈색으로 판명되었습니다. 그들은 색깔을 "cosmic latte"라고 불렀습니다.
이 색조차도 한동안 지속될 것입니다. 커다란 푸른 별이 노화되고 죽으면, 왜소한 별의 짙은 붉은 빛만이 남을 것입니다. 마지막으로, 수십억 년이 지나면 그들의 빛 조차 희미 해지고 우주는 흑해가 될 것입니다. 모든 색깔은 시간이 지나면 희미 해지고 시간은 우리 모두를 어둠 속으로 데려다 줄 것입니다. 그러나 지금은 우주의 색이 여전히 우리를 칠합니다. 밤의 어두운 곳을 바라 볼 때 크림 커피로 불을 피우면 우주적인 색채로 목욕하고 있음을 알아야합니다. 과거, 현재, 미래.
더 탐색 우주에서 첫 번째 빛은 언제였습니까? 추가 정보 : Ivan K. Baldry et al. 2dF Galaxy Redshift Survey : The Astrophysical Journal (2002) 의 우주 스펙트럼으로부터의 우주 별 형성 이력에 대한 제약 . DOI : 10.1086 / 339477 저널 정보 : 천체 물리 저널
https://phys.org/news/2019-10-universe.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 https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
.연구팀, 배터리 연구용 프로브 개발
에 의해 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory) 무질서한 결정질 물질을 분석하는 새로운 방법의 결과. 높은 확률로 점령 된 빨간 사이트; 파란색 사이트는 거의 비어 있습니다. 이미지는 바나듐 산화물에 삽입 될 때 나트륨 이온이 지그재그 패턴에 부합 함을 보여줍니다. 패턴은 약 10 nm에 걸쳐 3 차원 모두에서 반복된다. 크레딧 : Argonne National Laboratory, 2019 년 10 월 21 일
Argonne 팀은 나노 크기에서 음극 물질의 결정 구조를 3 차원으로 프로빙하는 강력한 기술을 개발합니다. 미국 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 많은 장점 중 하나는 복잡한 과학 문제를 해결하기 위해 깊고 광범위한 여러 분야의 팀을 구성 할 수 있다는 것입니다. 이 팀은 최첨단 재료 연구를위한 초 고휘도, 고 에너지 X- 선 빔을 제공하는 DOE Science Office of Advanced Usern Source (APS)를 포함하여 연구 수행을위한 풍부한 세계적 수준의 시설을 보유하고 있습니다. . 이러한 아르곤 팀은 차세대 배터리의 음극 재료를위한 결정질 미세 구조를 3 차원으로 프로빙하는 강력한 새로운 기술을 개발했습니다. 이러한 배터리는 언젠가 운송 및 전기 그리드 모두에 대한 에너지 저장을 혁신 할 수 있습니다. "우리의 프로젝트는 배터리 재료 및 화학, X- 선 산란, 컴퓨터 프로그래밍 및 복잡한 데이터 분석에 대한 전문 지식을 갖춘 다 분야 팀을 요구했습니다. Argonne에서 쉽게 구할 수 있습니다"라고 Argonne 재료 과학 부서의이 프로젝트 공동 책임자 인 Raymond Osborn은 말했습니다. Stephan Rosenkranz와 함께. "이것은 규모가 큰 과학의 완벽한 예이며, Argonne의 다 분야 팀과 세계적 수준의 시설을 활용하여 잠재적 인 사회적 영향으로 복잡한 문제를 해결합니다." 이 팀에는 재료 과학, 화학 과학 및 공학, 데이터 과학 및 학습 및 X- 선 과학과 같은 4 개의 아르곤 부서의 연구원이 포함되었습니다. 재료 과학 부문의 박사 후 연구원 인 Matthew Krogstad는 프로젝트의 성공을 가능하게 한 주요 혁신을 담당했습니다. 또한 성공의 열쇠는 APS 및 코넬 대학에 위치한 코넬 고 에너지 동기 소스 (CHESS)와 같은 싱크로트론 시설에서만 사용 가능한 고 에너지 X- 선 빔의 사용이었습니다. APS X-ray Science 사업부의 책임자 인 Jonathan Lang은“APS에서 이용 가능한 것과 같은 매우 높은 에너지의 X-ray는 음극 물질 내부까지 깊숙이 침투하여 이러한 최첨단 측정이 가능합니다. 이 다 분야 프로젝트의 결과는 배터리가 전기를 생산할 때 음극 층 사이에 이온이 삽입되는 "삽입"과정에서 발생하는 일을 조사하는 데 중요한 새로운 도구입니다. 이 과정에 이어 "디 인터 칼 레이션 (deintercalation)"-배터리가 충전 될 때 음극에서 동일한 이온을 추출합니다. 종래의 리튬 이온 배터리는이 공정에 의해 작동된다. 더 나은 음극 재료를 찾기 위해 과학자들은 X- 선 및 전자 회절을 사용하여 리튬 이온 또는 다른 인터 칼 런트가 장거리 정렬 구조를 어떻게 개발할 수 있는지 결정했습니다. 이러한 구조는 캐소드 내에서 금속 이온의 운동을 방해하여 사이클링 및 배터리 성능 감소 동안 이들의 추출 및 삽입을 방해한다. 그러나, 지금까지는 숨겨져있는 단거리 주문이어서 이온 이동도를 방해하지만, 종래의 회절 기술로는 관찰 할 수 없다. Osborn은 "단거리 순서는 측정하기가 매우 어려우며 모델링하기가 더 어렵다"면서 "최근 싱크로트론 소스의 발전으로 새로운 기술을 활용하여 결과를 시각화하고 이온 상관 관계를 세부적으로 모니터링 할 수있게되었다"고 덧붙였다. 온도." 연구팀은 먼저 나트륨 이온이 삽입 된 층상 산화 바나듐 캐소드 물질의 단결정 을 준비했다 . 나트륨 이온 배터리는 나트륨이 풍부하고 저렴하기 때문에 리튬 이온 배터리의 대안으로 고려되고 있기 때문에이 재료를 선택했습니다. APS와 CHESS에서 팀 구성원은 결정에서 고 에너지 X- 선의 산란을 측정하고 다른 온도에서 결정 구조 내 나트륨 이온 간의 단거리 상관 관계를 결정했습니다. 이들 측정으로부터, 그들은 "3-D-ΔPDF"로 알려진 방법을 사용하여 결정 구조 내의 모든 가능한 원자 위치가 원자에 의해 점유되는지의 여부를 결정했다. Krogstad는“이 데이터는 이러한 3 차원 확률 맵이 원자 규모 이미지처럼 보이도록 품질이 우수하다”고 말했다. "복잡한 분석을 수행 할 필요없이 나트륨 이온의 위치를 알 수 있습니다. 결과가 얼마나 직관적인지 이해했을 때 우리는 놀랐습니다." 이 3 차원 "이미지"는 나트륨 이온이 바나듐 산화물 원자 사이에서 별도의 컬럼으로 지그재그 패턴을 형성 함을 보여 주었다 (그림 참조). 결정 구조 내에서의 이러한 원자 순서는 실온 이하의 온도가 감소함에 따라 증가한다. 나트륨 배터리에서 이온은 지그재그 경로를 따라 확산됩니다. Osborn은 "지그재그 패턴의 붕괴가 클수록 이온 이동성이 우수하고 이온 이동성이 우수할수록 음극 재료의 성능이 향상된다"고 설명했다. Rosenkranz 박사 는“이러한 발견은 질서 장애 전이가 나트륨 이온 의 이동성을 어떻게 제한하는지에 대한 이해를 훨씬 향상 시킨다 ”고 말했다. "연구자들은 또한 그러한 측정을 사용하여 그러한 부정적인 영향을 줄이고 이에 따라 음극 성능을 향상시키는 전략의 효과를 평가할 수 있습니다." Rosenkranz 박사는“우리의 연구 가 나트륨 이온 배터리에서 선택된 양극 재료에 중점을 두었을 때 , 우리의 방법은 온도 나 다른 함수에 따라 다양한 기술 적용으로 다른 많은 결정질 재료에서 단거리 주문을 조사하는 데 적용된다”고 덧붙였다. 변수." 이 연구는 Nature Materials 에서 발표되었다.
더 탐색 새로운 코팅은 리튬 배터리에 큰 영향을 미칠 수 있습니다 추가 정보 : Intercalation Compound, Nature Materials (2019) 의 이온 상관 관계의 상호 공간 이미징 . DOI : 10.1038 / s41563-019-0500-7 , https://nature.com/articles/s41563-019-0500-7 저널 정보 : Nature Materials 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2019-10-team-probe-battery.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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