MIT 어셈블러 로봇, 작은 조각으로 큰 구조물 만들기
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.얇은 층에서 양자 빛의 미스터리 해결 – 마침내
현상 주제 : 2D 재료나노 재료입자 물리학인기양자 물리학비엔나 공과 대학 By VIENNA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 2019 년 10 월 16 일 표면 푸시 전자의 결함에 가까운 국소 왜곡 표면의 국부적 왜곡은 전자를 결함에 가깝게 밀어 넣습니다. 결함과 변형의 조합 만이 새로운 종류의 양자 광을 설명 할 수 있습니다. 크레딧 : TU Wien
매우 특별한 종류의 빛은 텅스텐 디 셀레 나이드 층에 의해 방출됩니다. 그 이유는 불분명하다. 이제 TU Wien (Vienna)에서 설명을 찾았습니다. 수년 동안 아무도 설명 할 수 없었던 이국적인 현상입니다. 에너지가 텅스텐 디 셀레 나이드 물질의 얇은 층에 공급 될 때, 매우 특이한 방식으로 빛을 내기 시작합니다. 다른 반도체 재료가 방출 할 수있는 일반 광 이외에도 텅스텐 디 셀레 나이드는 재료의 특정 지점에서만 생성되는 매우 특수한 유형의 밝은 양자 광을 생성합니다. 그것은 한 번에 하나씩 방출되는 일련의 광자로 구성되어 있습니다. 이 뭉침 방지 효과는 단일 광자가 필요한 양자 정보 및 양자 암호화 분야의 실험에 적합합니다. 그러나 몇 년 동안이 방출은 수수께끼로 남아있었습니다. 비엔나 공과 대학에서 이제 설명이 발견되었습니다. 재료와 기계적 변형에서 단일 원자 결함의 미묘한 상호 작용이이 양자 광 효과를 담당합니다. 컴퓨터 시뮬레이션은 전자가 재료의 특정 위치로 이동하여 결함에 의해 포착되고 에너지를 잃고 광자를 방출하는 방법을 보여줍니다. 양자 빛을 퍼즐에 대한 해결책은 지금되었습니다 출판 저널에 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) . 세 개의 원자 만 두께 텅스텐 디 셀레 나이드는 매우 얇은 층을 형성하는 소위 "2 차원 물질"이다. 이러한 층은 단지 3 개의 원자 층 두께이다 : 중간에는 텅스텐 원자가 있고, 위와 아래의 셀레늄 원자에 결합되어있다. TU 비엔나의 이론 물리학 연구소 (University of Theorytical Physics)의 루카스 린 하트 (Lukas Linhart)는“예를 들어, 전압을인가하거나 적절한 파장의 빛을 조사하여 에너지가 층에 공급되면 빛을 발하기 시작한다. “이것 자체는 드문 일이 아닙니다. 많은 자료가 그렇게합니다. 그러나, 텅스텐 디 셀레 나이드에 의해 방출 된 광을 상세하게 분석 할 때, 보통의 광 이외에도 매우 특이한 특성을 갖는 특수한 유형의 광이 검출되었다.”
Lukas Linhart (왼쪽)와 Florian Libisch (오른쪽). 크레딧 : TU Wien
이 특수 특성 양자 광은 특정 파장의 광자로 구성되며 항상 개별적으로 방출됩니다. 동일한 파장의 두 광자가 동시에 감지되지는 않습니다. “이것은이 광자가 재료에서 무작위로 생산 될 수는 없지만 텅스텐 광물질 샘플에서 이러한 광자를 많이 생성하는 특정 지점이 하나씩 있어야한다는 것을 알려줍니다.”라고 졸업생 대변인 Florian Libisch 교수는 설명합니다. 2 차원 자료에 중점을 둔 TU 비엔나의 TU-D 학교. 이 효과를 설명하려면 양자 물리 수준에서 물질의 전자 행동에 대한 자세한 이해가 필요합니다. 텅스텐 디 셀레 나이드의 전자는 상이한 에너지 상태를 점유 할 수있다. 전자가 고 에너지 상태에서 저에너지 상태로 변하면 광자가 방출된다. 그러나, 더 낮은 에너지로의 이러한 점프가 항상 허용되는 것은 아닙니다 : 전자는 운동량과 각운동량 보존과 같은 특정 법칙을 준수해야합니다.
결함 및 왜곡
이러한 보존법으로 인해 재료의 특정 결함으로 인해 에너지 상태가 변경되지 않는 한 고 에너지 양자 상태의 전자가 그대로 있어야합니다. “텅스텐 디 셀레 나이드 층은 절대 완벽하지 않습니다. 어떤 곳에서는 하나 이상의 셀레늄 원자가 누락 될 수 있습니다.”라고 Lukas Linhart는 말합니다. "이것은 또한이 지역의 전자 상태 에너지를 변화시킨다." 더욱이, 재료 층은 완벽한 평면이 아닙니다. 베개에 펴질 때 주름이 생기는 담요처럼 텅스텐 디 셀레 나이드는 재료 층이 작은지지 구조물에 매달려있을 때 국소 적으로 늘어납니다. 이러한 기계적 응력은 전자 에너지 상태에도 영향을 미칩니다. “재료 결함과 국소 변형의 상호 작용은 복잡합니다. 그러나 우리는 이제 컴퓨터에서 두 가지 효과를 시뮬레이션하는 데 성공했습니다”라고 Lukas Linhart는 말합니다. “이러한 효과의 조합 만이 이상한 빛의 효과를 설명 할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.”결함과 표면 변형이 함께 나타나는 물질의 미세한 영역에서 전자의 에너지 수준은 높은 에너지에서 낮은 에너지로 변합니다. 상태와 광자를 방출합니다. 양자 물리학의 법칙에 따르면 두 전자가 동시에 정확히 동일한 상태에있을 수 없으므로 전자는이 과정을 하나씩 거쳐야합니다. 이로 인해 광자가 하나씩 방출됩니다. 동시에, 재료의 기계적 왜곡은 결함 부근에서 많은 수의 전자를 축적하는 데 도움이되므로, 마지막 전자가 상태를 변경하고 광자를 방출 한 후에 또 다른 전자를 쉽게 이용할 수있다. 이 결과는 초박형 2D 재료가 재료 과학에 완전히 새로운 가능성을 열어 준다는 것을 보여줍니다. 참조 : "에서 단일 광자 이미 터로 지역화 Intervalley 결함 엑시톤 WSE 2 루카스 Linhart, 마티아스 Paur, 발레리 Smejkal, 요아킴 Burgdörfer, 토마스 뮐러와 플로리안 Libisch 9 월 30 일 2019에 의해 ' 피지컬 리뷰 레터스 (Physical Review Letters) . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.146401
.이산화황을 유해에서 유용으로 변환
에 의해 맨체스터 대학 크레딧 : CC0 Public Domain , 2019 년 10 월 19 일
과학자들은 유용한 화합물로 변환하고 폐기물과 배출을 줄이기 위해 유해한 이산화황 오염을 포착하기 위해 폴리머 내에 분자 케이지를 만들었습니다. 국제적인 과학자들의 공동 연구에 의해 개발 된 독창적 인 신소재는 미세하게 설계된 케이지에서 분자를 선택적으로 잡아 냄으로써 환경에서 이산화황 (SO2) 배출을 줄이는 데 도움이 될 수 있음을 증명했습니다. 포집 된 독성 가스는 유용한 산업 제품 및 공정으로 전환하기 위해 안전하게 방출 될 수 있습니다. 이산화황 배출의 약 87 %는 일반적으로 발전소, 기타 산업 시설, 기차, 선박 및 중장비에서 생산되는 인간 활동의 결과이며 인간의 건강과 환경에 해로울 수 있습니다. 국제 팀은 기존 시스템보다 이산화황 (SO2) 가스를 다른 가스와 더 효율적 으로 분리하도록 설계된 분자 유기 골격 (MOF)으로 알려진 다공성 케이지와 같은 안정적인 구리 함유 분자를 개발했습니다 . 맨체스터 대학교 (University of University)의이 공학부 부사장 겸 마틴 슈뢰더 (Martin Schröder) 교수와 맨체스터 대학교 (University of Manchester) 화학과 선임 강사 인 시하 양 (Shihai Yang) 박사는 영국과 미국에서 국제 연구팀을 이끌었다. 이 일에. 연구원들은 MOF를 모의 배기 가스에 노출 시켰으며, 물이있는 경우에도 고온에서 가스 혼합물로부터 SO2를 효율적으로 분리하는 것을 발견했습니다. 맨체스터 대학 (University of Manchester)이 주도하고 Nature Materials 저널에 발표 된이 연구 는 현재 SO2 포집 시스템에 비해 효율성이 크게 향상되었으며, 이는 많은 고체 및 액체 폐기물을 생성 할 수 있으며 독성 의 최대 95 % 만 제거 할 수 있습니다 가스 는 연구원들이 지적했다. 중성자 및 X- 선 산란 실험을 수행하기 위해 ISIS 및 다이아몬드 광원과 같은 국제 시설에서 최첨단 구조, 역학 및 모델링 연구를 수행하고, 단결정 회절 작업을 수행하기 위해 버클리 미국의 Advanced 광원 그들은 분자 수준에서 MOF 내 SO2의 정확한 측정을 결정할 수있었습니다. 연구 논문의 수석 저자 인 젬마 스미스 (Gemma Smith)는이 새로운 물질이 현재까지 알려진 다른 다공성 물질보다 높은 SO2 흡착율을 보인다고 말했다. 물이 있어도 새로운 물질이 SO2 노출에 대해 매우 안정적이며 흡착이 실온에서 완전히 가역적이므로이 작업은 전례가 없습니다. "우리의 물질은 부식성 SO2에 대해 매우 안정적이며 습한 폐가스 스트림으로부터 효과적으로 분리 할 수있는 것으로 나타났습니다. 중요하게도 재생 단계는 다른 연구에서보고 된 것과 비교할 때 매우 에너지 효율적입니다. 포집 된 SO2는 실내에서 방출 될 수 있습니다 금속-유기 골격이 더 많은 분리주기 동안 재사용 될 수있는 반면, 유용한 제품으로의 전환을위한 온도. "
더 탐색 이산화탄소를 포획하는 새로운 재료 추가 정보 : 개방형 구리 사이트가있는 견고한 금속-유기 골격에서 이산화황의 가역적 결합 및 분리, Nature Materials (2019). DOI : 10.1038 / s41563-019-0495-0 저널 정보 : Nature Materials 에 의해 제공 맨체스터 대학
https://phys.org/news/2019-10-sulphur-dioxide.html
.스페인 NCIO, 생쥐 실험 첫 성공…수명 13% 연장 확인
생쥐 세포의 길어진 텔로미어(오른쪽)가 붉은 점처럼 핵(푸른색)에 퍼져 있다. 생쥐 세포의 길어진 텔로미어(오른쪽)가 붉은 점처럼 핵(푸른색)에 퍼져 있다. [CNIO 제공]
(서울=연합뉴스) 한기천 기자 = 염색체의 말단 소체인 텔로미어(telomere)는 오래전부터 '생명 연장'의 비밀을 풀 열쇠로 과학계의 주목을 받았다. 염색체의 유전 정보를 보호하는 텔로미어는 나이가 들수록 점점 짧아진다. 세포 분열이 거듭되면서 짧아진 텔로미어가 세포에 쌓이는 건 노화의 특징 중 하나다. 그런데 스페인 과학자들이 살아 있는 생쥐의 텔로미어를 대폭 연장하는 데 성공했다. 정확히 말하면, 같은 종의 보통 생쥐보다 훨씬 긴 텔로미어를 가진 생쥐를 생명공학 기술로 만들어냈다는 것이다. 이렇게 텔로미어가 길어진 생쥐는, 암과 비만이 덜 생기고, 건강한 상태에서 더 오래 산다고 과학자들은 밝혔다. 이번 연구 결과는 특히, 유전자를 건드리지 않고 수명을 연장하는 길을 열었다는 점에서 관심이 쏠린다. 유전자 조작 없이 동물(포유류)의 텔로미어를 늘이는 데 성공한 건 처음이다. 이 연구는 스페인 국립 암 연구 센터(CNIO)의 마리아 블라스코 소장이 주도했고, 관련 논문은 저널 '네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)'에 실렸다. 17일(현지시간) 온라인에 공개된 논문 개요( 링크 ) 등에 따르면 가장 주목할 부분은, 생쥐의 유전자를 전혀 조작하지 않고 수명만 연장했다는 것이다. 블라스코 연구팀은 이전의 연구에서, 텔로메라아제(텔로미어 연장 효소)를 활성화해 텔로미어가 짧아지는 걸 막으면, 부작용 없이 수명을 연장할 수 있다는 걸 입증했다. 수년 전에는 텔로메라아제 합성을 늘리는 유전자 치료법을 개발해, 암 등 노화 질환을 일으키지 않은 채 생쥐의 수명을 24% 연장하는 데 성공했다. 하지만 기존의 연구는 유전자 발현을 조작했다는 점에서, 유전자를 건드리지 않은 이번 연구와 다르다고 한다. 그만큼 이번 연구의 의미가 크다는 뜻이다. 연구팀은 이번 생쥐 실험에서 연장된 텔로미어에 '하이퍼-롱 텔로미어(hyper-long telomere)'라는 이름을 붙였다. 텔로미어가 길어진 생쥐는, 암이 덜 생기고 물질대사 측면의 노화가 늦춰졌으며, 수명이 평균 13% 늘었다. 구체적으로 콜레스테롤과 LDL(나쁜 콜레스테롤) 수치가 낮아지고, 인슐린·글루코스 내성이 강해지고, DNA 손상이 줄어들고, 미토콘드리아 기능이 향상됐다. 특히 텔로미어는 길어지는 동시에 가늘어져, 텔로미어가 쌓여도 많이 두꺼워지지 않았다. 연구팀은 이번 연구 성과로 수명 연장에 한 걸음 더 다가섰다는 점에 고무된 분위기다. 실험 결과, 세포의 전분화능(pluripotency) 단계에서 텔로미어 연장을 촉진하는 텔로미어 크로마틴(염색질)의 생화학적 변화는 후성적(epigenetic) 특성을 가진 것으로 나타났다. 다시 말해, 이런 변화는 유전자의 작용을 수정하는 화학적 주석으로 기능할 뿐 유전자의 본질을 바꾸지는 못한다는 뜻이다. CNIO의 '텔로미어 & 텔로메라아제 연구 그룹'의 리더이기도 한 블라스코 소장은 "수명 연장과 관련해 유전자만 생각해야 하는 건 아니라는 게 드러났다"라면서 "유전자를 바꾸지 않고도 생명을 연장할 여지가 있다"라고 말했다.
https://www.yna.co.kr/view/AKR20191019026400009?section=it/science
.MIT 어셈블러 로봇, 작은 조각으로 큰 구조물 만들기 – 언젠가 우주 식민지를 건설 할 수 있음
주제 : 3D 프린팅MIT인기로봇 작성자 : DAVID L. CHANDLER, 매사추세츠 공과 대학 2019 년 10 월 16 일 프로토 타입 어셈블러 로봇 사진은 복셀로 알려진 일련의 작은 유닛을 더 큰 구조물에 조립하는 두 개의 프로토 타입 조립 로봇을 보여줍니다. 크레딧 : Benjamin Jenett
어셈블러 로봇은 작은 조각으로 큰 구조물을 만듭니다. 소형 로봇 시스템은 비행기에서 우주 정거장에 이르기까지 고성능 구조물을 언젠가 구축 할 수 있습니다. 오늘날의 상업용 항공기는 일반적으로 한 공장의 날개, 다른 곳의 동체 섹션, 다른 곳의 꼬리 부품 등 여러 위치에서 여러 섹션으로 제조 된 다음 최종 조립을 위해 거대한화물 비행기의 중앙 플랜트로 운송됩니다. 그러나 최종 어셈블리가 유일한 어셈블리라면, 전체 평면이 작은 로봇으로 구성된 작은 동일한 조각들로 구성되어 있다면 어떨까요? 그것이 MIT 비트 및 원자 센터 (CBA)의 Neil Gershenfeld 교수와 함께 일하고있는 대학원생 벤자민 제넷 (Benjamin Jenett )이 박사 학위 논문으로 추구하고 있는 비전입니다 . 이제 이러한 로봇의 프로토 타입 버전이 작은 구조물을 조립하고 팀으로 협력하여 더 큰 조립품을 구축 할 수있는 시점에 도달했습니다.
직장에서 어셈블러 로봇 일련의 사진은 건설중인 구조물의 상단과 하단에 하나의 구조 단위를 운반하는 조립 로봇을 보여줍니다. 크레딧 : Benjamin Jenett 이 새로운 작업 은 IEEE 로봇 공학 및 자동화 서신 10 월호 에 Jenett, Gershenfeld, 동료 대학원생 Amira Abdel-Rahman 및 CBA 동문 인 Kenneth Cheung SM '07, PhD '12 (현재 NASA에 있음)의 논문에 실 렸습니다. Ames Research Center에서 ARMADAS 프로젝트를 이끌면서 로봇 조립으로 구축 할 수있는 달 기반을 설계했습니다. 휴스턴 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 부교수 인 Aaron Becker는“이 논문은 대단한 일이다. “최고의 기계 설계와 죠우 드롭 핑 데모, 새로운 로봇 하드웨어 및 100,000 개 이상의 요소가있는 시뮬레이션 제품군이 결합되어 있습니다.”라고 그는 말합니다. Gershenfeld는“이것의 핵심은 새로운 종류의 로봇 공학입니다. 우리는 상대 로봇이라고 부릅니다. 역사적으로 그는 공장 조립과 같은 특정 응용 분야에 대해 신중하게 최적화 된 고가의 맞춤형 구성 요소로 만든 로봇과 성능이 훨씬 저렴한 대량 생산 모듈로 만든 로봇의 두 가지 범주의 로봇 공학이 있다고 설명했습니다. 그러나 새로운 로봇은 둘 다의 대안입니다. 그것들은 전자보다 훨씬 단순하지만 후자보다 훨씬 더 강력하며 비행기에서 다리, 건물 전체에 이르기까지 대규모 시스템 생산에 혁명을 일으킬 가능성이 있습니다. Gershenfeld에 따르면, 주요 차이점은 로봇 장치와 장치가 다루고 조작하는 재료 사이의 관계에 있습니다. 이러한 새로운 종류의 로봇을 사용하면“로봇을 구조물과 분리 할 수 없으며 시스템과 함께 작동합니다”라고 그는 말합니다. 예를 들어, 대부분의 모바일 로봇은 자신의 위치를 추적하기 위해 고정밀 내비게이션 시스템이 필요하지만, 새로운 어셈블러 로봇은 현재 작업중인 복셀과 같은 작은 서브 유닛과 관련하여 위치를 추적하기 만하면됩니다. 로봇이 다음 복셀로 올라갈 때마다 항상 현재 서있는 특정 구성 요소와 관련하여 위치 감각을 다시 조정합니다. 기본 비전은 화면에서 픽셀 배열을 사용하여 가장 복잡한 이미지를 재현 할 수있는 것처럼 거의 모든 물리적 객체를 작은 3 차원 조각 또는 복셀의 배열로 재현 할 수 있다는 것입니다. 간단한 스트럿과 노드로 구성됩니다. 팀은 이러한 간단한 구성 요소를 배치하여 부하를 효율적으로 분배 할 수 있음을 보여주었습니다. 그것들은 주로 개방 공간으로 구성되어 구조의 전체 무게가 최소화됩니다. 간단한 어셈블러로 장치를 픽업하고 서로 옆에 배치 한 다음 각 복셀에 내장 된 래칭 시스템을 사용하여 함께 고정 할 수 있습니다. 로봇 자체는 중간에 힌지 된 두 개의 긴 세그먼트와 각 끝의 복셀 구조에 고정하기위한 장치가있는 작은 팔과 비슷합니다. 간단한 장치는 인치 웜처럼 움직이며, V 자형 바디를 반복해서 열고 닫음으로써 한 줄에서 다음 줄로 이동함으로써 일련의 복셀을 따라 진행합니다. Jenett은 Bipedal Isotropic Lattice Locomoting Explorer의 약자 인 작은 로봇 BILL-E (영화 로봇 WALL-E에 끄덕임)라고 불렀습니다. 어셈블러 로봇 작업
직장에서 프로토 타입 어셈블러 로봇의 애니메이션. 크레딧 : Benjamin Jenett
Jenett는 개념 증명 설계로 여러 버전의 어셈블러를 구축했으며, 각 장치를 인접 장치에서 쉽게 부착하거나 분리 할 수있는 래칭 메커니즘을 갖춘 해당 복셀 설계와 함께. 그는이 프로토 타입을 사용하여 블록을 선형, 2 차원 및 3 차원 구조로 조립하는 방법을 보여주었습니다. “우리는 로봇에 정확성을 두지 않습니다. Jenett는 정확성이 구조에서 비롯된 것입니다”라고 말합니다. “다른 로봇과는 다릅니다. 다음 단계가 어디인지 알아야합니다.” CBA의 책임자 인 Gershenfeld는 조각을 조립할 때 각각의 작은 로봇이 구조물을 따라 걸을 수 있다고 말합니다. 탐색과 함께 로봇은 각 단계에서 오류를 수정하여 일반적인 로봇 시스템의 복잡성을 대부분 제거 할 수 있다고 그는 말했다. “일반적인 제어 시스템이 대부분 빠져 있지만, 한 걸음도 놓치지 않는 한 어디에 있는지 알고 있습니다.”실제 조립 응용 프로그램의 경우 이러한 장치의 무리가 함께 작업하여 프로세스 속도를 높일 수 있습니다. Abdel-Rahman이 개발 한 제어 소프트웨어를 통해 로봇이 작업을 조정하고 서로 방해하지 않도록 할 수 있습니다. LEGO 블록에서 큰 성을 조립하는 어린이와 마찬가지로 간단한 로봇 시스템을 사용하여 동일한 서브 유닛에서 대형 구조물을 조립하는 것은 이미이 연구에 대한 MIT의 협력자 인 NASA를 포함한 일부 주요 잠재 사용자의 관심을 끌었습니다. 유럽 항공 회사 인 Airbus SE는이 연구를 후원했습니다. 이러한 어셈블리의 한 가지 장점은 초기 어셈블리와 같은 종류의 로봇 프로세스로 수리 및 유지 보수를 쉽게 처리 할 수 있다는 것입니다. 손상된 섹션은 구조물에서 분해하여 새로운 섹션으로 교체하여 원본과 같은 견고한 구조물을 만들 수 있습니다. Gershenfeld는“언 빌딩은 빌딩만큼 중요합니다. 또한이 프로세스는 시간이 지남에 따라 시스템을 수정하거나 개선하는 데 사용될 수 있습니다. Jenett는“우주 정거장이나 달 서식처의 경우이 로봇은 구조물에 살면서 지속적으로 유지 보수 및 수리 할 것입니다. 궁극적으로 이러한 시스템은 전체 공간, 특히 우주 나 달이나 화성 과 같은 어려운 환경에서 건물 전체를 건설하는 데 사용될 수 있다고 Gershenfeld는 말합니다. 이로 인해 사전 조립 된 대형 구조물을 지구에서 배송 할 필요가 없습니다. 대신, 작은 배치 단위로 대량 배치를 보내거나 최종 대상 지점에서 이러한 하위 단위를 크랭크 할 수있는 시스템을 사용하여 로컬 재료로 구성 할 수 있습니다. Gershenfeld는“점보 제트기를 만들 수 있다면 건물을 만들 수 있습니다. 이 작업에 참여하지 않은 독일 브라운 슈 바이크 공과 대학교 운영 시스템 및 컴퓨터 네트워크 연구소의 Sandor Fekete 이사는“[이들]과 같은 초경량 디지털 재료는 효율적이고 복잡한 건축을위한 놀라운 관점을 열어줍니다. 항공 우주 응용 분야에서 매우 중요한 대규모 구조” 그러나 제어 시스템의 추가 개발을 위해 연구팀에 합류 할 계획 인 Fekete는 이러한 시스템을 조립하는 것은 어려운 일이라고 말합니다. “작고 단순한 로봇을 사용하면 다음과 같은 혁신적인 제품을 제공 할 수 있습니다. 로봇은 피곤하거나 지루하지 않으며 많은 소형 로봇을 사용하는 것이이 중요한 작업을 수행하는 유일한 방법 인 것 같습니다. Ben Jennet과 공동 작업자들이 만든이 독창적이고 독창적 인 작업으로 동적으로 조정 가능한 비행기 날개, 거대한 태양 돛 또는 재구성 가능한 우주 서식지를 건설 할 수있게되었습니다.” 이 과정에서 Gershenfeld는“우리는 새로운 분야의 하이브리드 재료 로봇 시스템을 발견하고 있다고 생각합니다.”라고 말합니다.
참조 :“이산 셀룰러 구조의 조립을위한 재료-로봇 시스템”Benjamin Jenett, Amira Abdel-Rahman, Kenneth Cheung 및 Neil Gershenfeld, 2019 년 7 월 23 일, IEEE 로봇 공학 및 자동화 서신 . DOI : 10.1109 / LRA.2019.2930486
.양자 물리학 : Ménage à Trois Photon-Style – 매우 강한 상관 관계를 위해 얽힌 3 쌍의 광자
TOPICS : 입자 물리학인기양자 물리대학 제네바 으로 제네바 대학 2019년 10월 17일 양자 네트워크 삼각 구조 삼각 구조를 갖는 양자 네트워크는 근본적으로 새로운 유형의 양자 상관을 허용한다. 크레딧 : © UNIGE
UNIGE의 물리학 자들은 새로운 양자 특성을 발견했습니다. 3 쌍의 광자를 네트워크에 배치함으로써 그것들을 얽고 새로운 초강력 상관 관계를 만들 수 있습니다 엉킴은 양자 입자에 특정한 특성 중 하나입니다. 예를 들어, 두 광자가 얽히게되면, 첫 번째의 양자 상태는 두 번째 양자 상태가 서로 떨어져 있어도 두 번째 양자 상태와 완벽하게 상관됩니다. 그러나 세 쌍의 얽힌 광자가 네트워크에 배치되면 어떻게됩니까? 스위스의 제네바 대학교 (UNIGE)의 연구원들은 테헤란의 기초 과학 연구소 (IPM)와 협력하여이 배열이 새로운 형태의 양자 상관 관계를 가능하게한다는 것을 증명했다. 과학자들이 별도의 쌍에서 두 개의 광자를 얽히게 만들었을 때, 네트워크의 다른 곳에 존재하는 쌍둥이 광자와 연결되어 높은 상관 관계의 삼각형을 형성했습니다. 이 결과는 모든 정보를 읽을 수 있습니다Physical Review Letters 저널 에서 양자 물리학을 가장 근본적인 수준으로 되살리면 서 암호화의 새로운 애플리케이션에 대한 잠재력을 창출하십시오. 얽힘에는 두 개의 양자 입자 (예 : 광자)가 포함되는데, 그 사이의 거리에도 불구하고 단일 물리적 시스템을 형성합니다. 두 광자 중 하나에서 수행되는 모든 동작은 "트윈"광자에 영향을 미칩니다. 이러한 얽힘 원리는 양자 비-국소성을 초래한다 : 광자 중 하나에서 관찰 된 특성의 측정 및 통계는 다른 광자에서 이루어진 측정과 매우 밀접한 상관 관계가있다. UNIGE 과학 학부의 응용 물리학과 부교수 인 Nicolas Brunner는“1964 년 존 스튜어트 벨 (John Stewart Bell)이 이론적으로 양자 비 지역성을 발견했습니다. “이것은 광자 상관 관계가 독점적으로 양자이며, 따라서 물리학에서는 설명 할 수 없다는 것을 보여주었습니다. 이 원리는 매우 안전한 암호화 키를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.” 네트워크의 광자가 얽히게 할 수 있습니까? 그러나 여러 쌍의 광자가 네트워크에 배치 될 때 양자 비-지역성의이 원리의 의미는 무엇입니까? "이 질문에 답하기 위해, 우리는 3 쌍의 광자에 관한 실험을 고안 한 후 삼각형을 형성하는 3 점으로 분리되고 분산되었습니다"라고 응용 물리학과의 연구원 인 Marc-Olivier Renou는 설명합니다. "각 정점마다 서로 다른 쌍의 두 광자가 함께 처리됩니다." 물리학 자들은 삼각형의 각 정점에있는 두 개의 광자를 측정하기 전에 서로 상호 작용함으로써 얽히도록 강요했다. 그들은 결국 이러한 측정에서 발생하는 통계는 지역 물리 이론으로 설명 할 수 없음을 보여주었습니다. 또한 이러한 통계는 서로 밀접하게 연관되어있어 새로운 형태의 양자 상관 관계를 나타낼 수 있습니다. “이는 양자 네트워크에 특화된 벨 정리의 새로운 버전이 될 수있다”고 Nicolas는 말했다. 이 중요한 이론적 발견은 네트워크에서 양자 상관 관계의 힘을 강조하며, 이는 연구원들이 원래 생각했던 것보다 훨씬 뛰어납니다. 다음 단계는 실험실에서 이러한 현상을 관찰하는 것입니다. UNIGE의 응용 물리학과의 Nicolas Gisin 교수는“이런 실험을하는 것은 여전히 굉장히 어렵 기 때문에 어린이 놀이가 될 수는 없다.
참조 : Marc-Olivier Renou, Elisa Bäumer, Sadra Boreiri, Nicolas Brunner, Nicolas Gisin 및 Salman Beigi의“삼각형 네트워크의 정품 양자 비 지역성”, 2019 년 9 월 30 일, Physical Review Letters . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.140401
.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
.양자 역설 실험으로 아인슈타인을 시험에 추가 –보다 정확한 클록 및 센서로 이어질 수 있음
TOPICS : 입자 물리학인기양자 역학양자 물리학University Of Queensland 으로 퀸즐랜드 대학 2019년 10월 16일 아인슈타인의 쌍둥이 역설 다른 속도의 중첩으로 움직이는 시계는 다른 상대 시간의 중첩을 측정 할 것입니다. 유명한 상대성 이론의 "트윈 패러독스"의 양자 버전에서. 크레딧 : Magdalena Zych
최근에 제안 된 실험에서 더 정확한 클록 및 센서가 생성 될 수 있으며, 아인슈타인이 고안 한 역설을 양자 역학에 연결합니다. 퀸즐랜드 대학 물리학자인 Magdalena Zych 박사는 국제 협력이 '중첩'상태에서 양자 입자를 사용하여 아인슈타인의 쌍둥이 역설을 시험하는 것을 목표로했다고 말했다. Zych 박사는“쌍둥이 역설은 상대성 이론에 대한 가장 반 직관적 인 예측 중 하나이다. “거리가 다른 사람들에게 엄청난 속도로 달리거나 다른 속도로 여행 할 때 시간이 다른 속도로 지나갈 수 있다고합니다. 예를 들어, 거대한 물체에서 멀리 떨어진 기준 클록에 비해 질량에 더 가깝거나 고속으로 움직이는 클록은 느리게 틱합니다. 이것은 '쌍둥이 역설'을 만들어 내는데, 한 쌍의 쌍둥이 중 하나는 빠른 속도로 여행을 떠나고 다른 하나는 뒤에 남아 있습니다. 쌍둥이가 재결합 할 때, 각기 다른 시간이 지남에 따라 여행하는 쌍둥이는 훨씬 젊을 것입니다. 인터 스텔라 (Interstellar) 와 같은 인기 영화에 등장하는 놀라운 효과 이지만 실제 실험을 통해 검증되었으며 일상적인 GPS 기술이 작동하도록 고려하기까지합니다.” 이 팀에는 울름 대학교 (University of Ulm)와 라이프니츠 대학교 하노버 (Leibniz University Hannover)의 연구원들이 포함되어 있으며, 고급 레이저 기술을 사용하여 양자 버전의 아인슈타인의 쌍둥이 역설 을 실현할 수있는 방법을 발견했습니다 . 양자 버전에서, 쌍둥이보다는 양자 중첩에서 하나의 입자 만이 이동합니다. “ Interstellar 와 같은 인기 영화에 등장하는 놀라운 효과 이지만 실제 실험에서도 검증되었으며 일상적인 GPS 기술이 작동하도록 고려하기까지합니다.”– Magdalena Zych 박사 Zych 박사는“양자 중첩은 입자가 동시에 두 위치에있을 가능성이 있지만 각각의 위치에 임의의 확률로 입자를 배치하는 것과는 다르다는 것을 의미합니다. “이는 양자 물리 법칙에 의해서만 허용되는 물체가 존재하는 또 다른 방법입니다. “아이디어는 속도가 다른 두 궤적에 하나의 입자를 겹쳐 놓고 쌍둥이 역설처럼 각 입자마다 다른 시간이 걸리는지 확인하는 것입니다. 양자 이론과 상대성에 대한 우리의 이해가 옳다면, 중첩 된 궤도가 만나면 양자 여행자는 자신보다 나이가 많고 젊다는 중첩을 받게됩니다. “이것은 실험 결과에 틀림없는 서명을 남길 것이며, 이것이 실험이 미래에 실현 될 때 우리가 찾을 수있는 희망입니다. “물리학 자들이 미래의 내비게이션 시스템, 자율 주행 차량 및 지진 조기 경보 네트워크의 핵심 부분 인보다 정밀한 센서와 시계를 구축 할 수있는 고급 기술로 이어질 수 있습니다.” 실험 자체는 현대 물리학에서 열린 몇 가지 질문에 답할 것입니다. Zych 박사는“핵심적인 예는 시간이 양자 행동을 표시 할 수 있는가 아니면 근본적으로 고전적인가?”라고 말했다. “이 질문은 양자리와 중력 현상의 공동 이론을 찾는 이론 물리학의 '거룩한 성배'에 결정적 일 것입니다. 우리는이 질문에 답하고 더 많은 문제를 해결하기 위해 최선을 다하고 있습니다.” 이 연구에 대한 자세한 내용은 물리학 자들이 양자 역학적 쌍둥이 역설을 사용하여 아인슈타인을 시험해 보라고 읽어보십시오 .
참조 :“시계의 간섭 : 양자 쌍둥이 역설”Sina Loriani, Alexander Friedrich, Christian Ufrecht, Fabio Di Pumpo, Stephan Kleinert, Sven Abend, Naceur Gaaloul, Christian Meiners, Christian Schubert, Dorothee Tell, Étienne Wodey, Magdalena Zych, Wolfgang Ertmer, Albert Roura, Dennis Schlippert, Wolfgang P. Schleich, Ernst M. Rasel 및 Enno Giese, 2019 년 10 월 4 일, Science Advances . DOI : 10.1126 / sciadv.aax8966
.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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