전하 운반체가 공액 고분자에서 어떻게 움직이는가
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.새로운 충격 터널에서 최대 7 배의 초음속 테스트
주제 : 퀸즈랜드하이퍼 소닉대학 으로 퀸즐랜드 대학 2019년 11월 16일 대형 확장 튜브 시설 X3
퀸즈랜드 대학 연구원들은 세계에서 가장 큰 확장 튜브 풍동 중 하나를 업그레이드하여 대규모 차량을 최대 7 배의 음속으로 테스트 할 수 있습니다. Hypersonics 연구원 데이비드 길드 핀드 (David Gildfind) 박사는 Richard Morgan 교수가 개발 한 UQ의 대형 확장 튜브 시설 X3을 테스트 시간이 10 밀리 초를 초과하는 반사 충격 터널로 재구성 할 수 있다고 말했다. Gildfind 박사는“오랫동안 들리지는 않지만이 속도에서는 현재 호주 내에서 가능한 것의 3 배 이상이된다”고 말했다. "이 시설에 새로 추가 된이 시스템을 통해 하루에 호주에서 유럽으로 2 시간 동안 이동할 수있는 차량 유형을 테스트 할 수 있습니다." X3의이 반사 충격 터널 작동 모드를 X3R이라고합니다. 터널의 중심에는 자유 피스톤 드라이버라고 불리는 장치가 있는데, 레이 스토커 교수 인 호주의 Hypersonics Pioneer가 발명 한 개념입니다. 이 드라이버 내에서 불과 수백 밀리 초 안에 무게가 반톤 이상인 500mm 직경의 피스톤이 14 미터 튜브에서 시간당 거의 500km로 가속됩니다.
X3R 피토 레이크 피토 (Pitot)는 X3R의 테스트 흐름을 조사하기 위해 긁어 모았다.
Gildfind 박사는“원래의 X3 구성은 상상할 수있는 가장 극단적 인 비행 속도에 최적화되어 있으며 시간당 40,000 킬로미터 이상의 행성 진입 조건을 약 1 밀리 초 동안 시뮬레이션 할 수 있습니다. “X3R을 사용하면 기계를 다른 방식으로 작동하여 테스트 시간을 10 밀리 초 이상으로 연장 할 수 있습니다. 이것은 최대 속도를 시속 약 8000km로 제한하지만,이 속도가 낮아서 지상 초음속 비행에서 큰 발전을 이룰 수있을 것입니다.” Gildfind 박사는 우주 탐사는 X3 및 X3R과 같은 시설을 통해 초음속 차량의 지상 테스트에 의존한다고 말했다. “X3R은 호주의 혁신적인 기능 향상으로, 연구원들이 초음속 현상에 대한 기본 연구를 조사 할 수있게 해주었습니다. "이것은 UQ와 국방 과학 기술부의 전문성과 자원을 결합함으로써 가능해졌습니다." 이 개발은 초음속 지상 및 비행 테스트와 변형 비행 기술 개발을 포함하여 UQ와 DST 간의 초음속 학에서 장기 연구 및 교육 협력의 최신 결과입니다. X3R 시설은 2019/2020 년 Eagle Farm의 새로운 DST 연구소로 이전 할 예정이며,이 연구소는 Hypersonic Technologies의 국내 및 국제 연구 파트너십의 중심이 될 것입니다. "이것은 호주의 초음속 기술에있어 획기적인 발전을 가져올 수 있으며, 호주가 급성장하는 우주 산업을 지원하는 데 필요한 필수 인프라를 제공 할 것입니다."
이미지 : University of Queensland
.뇌 네트워크의 시공간 구조 – 신경 과학자, 신경 활동 해독
주제 : 뇌전산 생물학신경 과학인기프라이 부르크 대학 으로 프라이 부르크 대학 2019년 11월 10일 뇌 네트워크의 시공간 구조 크레딧 : Sebastian Spreizer
연구원들은 뉴런 네트워크가 어떻게 의미있는 행동을위한 활동 시퀀스를 생성 할 수 있는지 알아 냈습니다. 프라이 부르크 대학의 Bernstein Center Freiburg (BCF)의 신경 과학자와 스톡홀름의 KTH Royal Institute of Technology는 뇌의 중요한 과정을 해독하여 부분적으로는 생명체의 행동에 기여합니다. 프라이 부르크 대학의 Ad Aertsen 교수는“의미있는 행동의 기본 요구 사항 중 하나는 뇌의 네트워크가 정확하게 정의 된 뉴런 활동 시퀀스를 생성해야한다는 것입니다. 연구원들은 과학 저널 PLoS Computational Biology 에서 KTH의 Arvind Kumar 박사와 BCF의 박사 후보 인 Sebastian Spreizer와의 협력 결과 를 발표했다 . 최근 몇 년 동안의 실험에 따르면 동물의 행동에는 뇌의 다른 영역에서 뉴런의 순차적 활동이 수반됩니다. 이러한 발견의 맥락에서, 전세계의 연구자들은 이러한 순서화 된 서열이 어떻게 존재하는지 설명하기 위해 가능한 메커니즘의 여러 모델을 개발했다. 이들은 주로 학습 학습 방법을 기반으로하며, 원하는 학습 활동은 학습 규칙을 통해 생성됩니다. 이 과정에서 뉴런 네트워크가 일련의 활동을 생성하도록 훈련 될 수 있음이 밝혀졌습니다. “동시에, 우리는 모든 행동을 배우는 것은 아니라는 것을 알고 있습니다. 타고난 행동은 뇌가 학습이나 훈련없이 특정 서열을 생성한다는 것을 암시한다”고 연구를 지시 한 Arvind Kumar는 말한다. 이를 바탕으로 연구자들은 훈련되지 않은 뇌가 어떻게 잘 정렬 된 활동 순서를 생성 할 수 있는지에 대한 문제를 해결했다. 그들은 이것이 두 가지 조건을 충족시켜야한다는 것을 발견했다. 첫째, 뉴런의 계획된 출력의 작은 부분 (하류 뉴런과의 연결)은 특정한 방향을 선호해야한다. 둘째, 이웃 뉴런은 그 선호 방향을 공유해야합니다. “신경 세포의 연결은 방향성 선호에 의존하고 서로 공간적으로 연결되어 있음을 의미합니다. 이것이 뉴런 네트워크에서 순차적 활동을 생성하는 열쇠입니다”라고 Sebastian Spreizer는 설명합니다. 이러한 규칙에 따라 네트워크가 연결되면 지리적 언덕 및 계곡과 유사한 유형의 활동 환경을 만듭니다. 이 은유의 맥락에서, 뉴런 활동의 시퀀스는 풍경의 강과 같습니다. 모델을 확인하려면 인접 뉴런에 대한 모양과 연결을 측정해야합니다. Ad Aertsen은“흥미롭게도, 예를 들어 도파민과 같은 화학 물질과 같은 신경 조절제는 뇌에 연결성을 제공 할 수 있으며 상황에 따라 역동적 인 방식으로 생길 수 있습니다. 그것은 네트워크에 뉴런 활동의 다른 시퀀스를 생성 할 수있는 기회를 제공합니다. 그러나 이들 모두가 기능적으로 관련이있는 것은 아닙니다. 그 결과 프라이 부르크와 스톡홀름의 연구원들은 보람있는 시퀀스를 선택하기 위해 학습 메커니즘을 개발하여 의미있는 행동을 가능하게한다고 결론 내렸다.
참조 :“공간에서 : 공간 불균일은 스파이 킹 뉴런 네트워크에서 시공간 서열의 출현으로 이어진다”, 2019 년 10 월 25 일, PLoS Computational Biology . DOI : 10.1371 / journal.pcbi.1007432
.전하 운반체가 공액 고분자에서 어떻게 움직이는가
주제 : Brookhaven 국립 실험실전도도공학재료 과학MIT물리폴리머 작성자 : DAVID L. CHANDLER, MIT 뉴스 2015 년 7 월 15 일 고분자의 전도성 미스터리 해결 중합체 물질의 주사 투과 전자 현미경 (STEM)은 결정질 영역 (순서로운 점의 밝은 영역) 및 비정질, 무질서한 매트릭스로의 분할을 나타내며, 이는 어두운 배경으로 보인다. 이 시각화를 생성하기 위해 원래의 2D STEM 뷰가 3D 형식으로 렌더링되었습니다. 이미지 : Asli Ugur
MIT 와 Brookhaven National Laboratory 에서 새로 발표 된 연구에서 전하 운반체가 공액 고분자에서 어떻게 이동하여 그러한 응용 분야에 대한 추가 연구가 가능한지 밝혀 냈습니다. 공액 중합체로 알려진 물질은 커패시터, 포토 다이오드, 센서, 유기 발광 다이오드 및 열전 장치를 포함하여 전자 응용 분야에 매우 유망한 후보로 여겨져왔다. 그러나 그들은 한 가지 주요 장애물에 직면 해 있습니다. 아무도 이러한 물질에서 전기 전도가 어떻게 작동하는지 설명하거나 그러한 장치에서 사용될 때 어떻게 작동하는지 예측할 수 없었습니다. 현재 MIT와 Brookhaven National Laboratory의 연구원들은 전하 운반체가 이러한 화합물에서 어떻게 움직여서 그러한 응용 분야에 대한 추가 연구를 개시 할 수 있는지 설명했다. 새로운 연구 결과를 발표 한 논문이 Advanced Materials 저널 에 게재되고 있습니다. 공액 고분자는 결정질과 비정질 물질 사이에있다. 이로 인해 작동 방식을 설명하는 데 어려움이 있었다고 MIT의 후임이자 논문 책임자 인 Asli Ugur는 말한다. 결정은 원자와 분자가 완벽하게 규칙적으로 배열되는 반면, 비정질 물질은 완전히 임의의 배열을 갖습니다. 그러나, 컨쥬 게이트 중합체는 두 가지 특성, 즉 정돈 된 배열 영역, 완전 장애 영역과 무작위로 혼합 된 영역의 일부 특성을 갖는다. Ugur는“일부 모델은 이러한 재료의 작동 방식을 설명하려고 시도했지만 직접적인 증거는 없었습니다. “여기서 우리는 물질 내에서 정렬 된 도메인의 크기 인 결정 크기의 영향”이 중요한 역할을한다는 것을 보여주었습니다. 이는 이러한 물질에서 전도의 까다로운 부분이 전하 운반체 (이 경우 이온 또는 전기적으로 충전 된 원자)가 한 유형의 영역의 가장자리에 도달하고 다음 영역으로 "홉핑"해야 할 때 발생하기 때문입니다. MIT, 고분자의 전도성 미스터리 해결
다이어그램은 MIT 팀이 수행 한 실험에서 기판 표면 (하단의 흰색 평면)에 대한 PEDOT 폴리머 체인의 가능한 방향을 보여줍니다. 연구원의 의례
벌크 재료에서 이러한 이온은 어느 방향으로나 갈 수 있습니다. 그러나, 매우 얇을 수있는이 중합체에서, 이온이 호핑 할 수있는 이웃하는 결정질 도메인이 더 적다. Ugur는 옵션이 적을수록 전도 효율이 높아진다고 덧붙였다.“얇아 질수록 재료가 변하지 않더라도 전도 상태가 개선된다”고 덧붙였다. 이러한 물질의 전기적 거동을 모델링하려는 이전의 시도는 화학적 성질에 초점을 두었다. Alexander and I. Michael Kasser 화학 공학과 교수 인 Karen Gleason은“사람들은 결정을 고려하지 않았습니다. 결과적으로, 이러한 재료의 전기적 특성에 대한 이해는“수십 년의 조사 후에도 불완전한 상태로 남아있다”고 논문에 기록했다. 기계 공학 부교수 인 Kripa Varanasi는“열적, 전기적 특성을 독립적으로 제어 할 수있는 재료를 개발하고 싶었습니다. 우리는 유기-무기 인터페이스를 개발하여 해당 벌크 재료에는없는 많은 새로운 기능을 개발할 수있게되었습니다.” Varanasi는 대부분의 시간 동안 재료의 전기 및 열 전도성이 함께 작용하지만 열 및 전하 전송의 독립적 인 튜닝을 달성하면 열 관리, 유연한 전자 및 광자, 열전 및 열 및 전기 클로킹에 대한 광범위한 응용으로 이어질 수 있다고 설명합니다. 연구원들은 우수한 전기 전도성과 안정성의 유망한 조합을 갖는 것으로 알려진 PEDOT로 알려진 공액 중합체를 분석했다. 글리슨은이 새로운 연구가 대답하는 데 도움이 될 수있는 한 가지 중요한 질문은“이 중합체의 전도에 대한 상한선은 무엇인가?”라고 말했다. 다양한 애플리케이션에 대한 잠재적 유용성을 평가하는 데 필요한 정보입니다. 재료가 처음 개발되었을 때 1 센티미터 당 1 ~ 10 지멘스 (S / cm)의 전도성을 가졌다 고 Gleason은 말합니다. 시간이 지남에 따라“100에 가까운 수준”으로 개선되었습니다. 이제이 팀이 새로운 분석을 수행하여 3,000 S / cm 이상의 전도도가 달성되었습니다. Varanasi는“호핑 메커니즘을 증폭시키는 초박형 층을 만들어서 매우 전도성이 높고 투명한 필름을 얻을 수있다”고 말했다. 전자 공학에 널리 사용되는 다른 반도체 물질은 ITO (indium-tin-oxide) 또는 ITO에서 8,000 S / cm와 같은 더 높은 값을 달성한다고 Gleason은 말한다. 그러나 그녀는 이러한 물질이 단단하고 부서지기 쉬운 반면, 공액 폴리머는 유연하여 곡선 또는 유연한 장치에서 잠재적 인 응용을 가능하게한다고 지적했다. 연구는 PEDOT을 통해 수행되었지만, 그 발견은 "모든 공액 중합체에 일반화되어야한다"고 말했다 (폴리머 구조는 장쇄로 구성되어있다; 공액 중합체는 이중 및 단일 교번으로 구성된 하나 이상의 "백본"을 갖는 것들이다. 화학적 결합으로 전도성이 있음). PEDOT은 전기 전도도, 투명성 및 유연성이라는 세 가지 속성을 결합하여 잠재력을 크게 발휘합니다. 유연성이 추가 된“ITO가 사용되는 모든 곳에서이를 사용할 수 있습니다.” 이 연구팀은 고분자 물질이 유연한 태양 전지, 디스플레이 및 터치 스크린에 적용될 수 있다고 팀은 밝혔다. 고분자의 전도성 미스터리
STEM 이미지는 기판 물질 상에 그 래프팅 된 PEDOT 중합체의 단면도를 보여준다. 물질을 100 ℃ (a)로 가열 한 다음 200 ℃ (b)로 가열 하였다. 고온 재료 (c) 및 (d)의 고해상도보기는 잘 정렬 된 결정 영역을 보여줍니다. 연구원의 의례
네덜란드의 아인트호벤 공과 대학 (University of Eindhoven University of Technology)의 박막 광전지 교수 인 Ruud Schropp은“이 연구는 전도성 고분자 필름의 개발과 이해에 중요한 단계”라고 말했다. 그는 이번 연구 결과가 그 래프팅되지 않은 비정질 PEDOT 필름이 그 래프팅 된 필름보다 높은 전도성을 갖는 반 직관적 인 효과를 설명한다고 덧붙였다. 이러한 통찰력은 폴리머 필름의 전도성을 ITO와 같은 투명 산화물 대응 물에 가깝게 만드는 방법을 제공 할 수 있습니다.” 연구팀은 또한 MIT 박사 후 Ferhat Katmis와 대학원생 Ming Lee, Brookhaven 국립 실험실 연구 과학자 Lijun Wu와 Yimei Zhu를 포함했습니다. 이 연구는 미 육군 연구소와 미 에너지 국의 계약하에 MIT 병사 나노 기술 연구소의 지원을 받았다.
간행물 : Asli Ugur, et al., "고도 전성 및 투명 공액 고분자의 저 차원 전도 메커니즘", Advanced Materials, 2015; DOI : 10.1002 / adma.201502340
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.MIT 엔지니어, 폴리머 열 전도체 개발
주제 : 화학 공학전자 재료 과학공학MIT 작성자 : JENNIFER CHU, MIT NEWS OFFICE 2018 년 4 월 2 일 엔지니어가 플라스틱 절연체를 열 전도체로 전환 MIT의 엔지니어들은 폴리머 열전 도체 (열전도 체로 작용하여 단열재가 아닌 열을 분산시키는 플라스틱 소재)를 개발했습니다. 이미지 : 첼시 터너 / MIT
플라스틱은 우수한 절연체입니다. 즉, 열을 효율적으로 포획 할 수 있습니다. 즉 커피 컵 슬리브와 같은 장점이 있습니다. 그러나, 이러한 절연 특성은 랩탑 및 휴대폰 용 플라스틱 케이스와 같은 제품에서 바람직하지 않으며, 과열 될 수있는 부분은 덮개가 장치가 생성하는 열을 가두기 때문이다. 현재 MIT 의 엔지니어 팀은 폴리머 열전 도체를 개발했습니다. 플라스틱 열전 도체는 열전도 체로 작동하여 단열재가 아니라 열을 분산시키는 플라스틱 소재입니다. 가볍고 유연한 새로운 폴리머는 가장 많이 사용되는 폴리머보다 10 배 많은 열을 전도 할 수 있습니다. “전통적인 폴리머는 전기적으로 단열되어 있습니다. 전기 전도성 폴리머의 발견과 개발로 인해 플렉서블 디스플레이 및 웨어러블 바이오 센서와 같은 새로운 전자 애플리케이션이 탄생했습니다.”라고 MIT 기계 공학과의 포스트 닥터 인 Yanfei Xu는 말합니다. “우리 폴리머는 열을 훨씬 효율적으로 전도하고 제거 할 수 있습니다. 우리는 폴리머가 기존 전자 장치 케이스의 자체 냉각 대안과 같은 고급 열 관리 응용 분야를위한 차세대 열 전도체로 만들어 질 수 있다고 생각합니다.” Xu와 박사후 연구원, 대학원생 및 교수진은 오늘 Science Advances에 결과를 발표했습니다. 이 팀에는 Xia와 Jiawei Zhou, Bai Song, Elizabeth Lee 및 Samuel Huberman과 함께 동등하게 연구에 기여한 Xiaoxue Wang이 포함됩니다. Zhang Jiang, Argonne National Laboratory의 물리학 자; MIT의 부교수 인 Karen Gleason과 Alexander I. Michael Kasser 화학 공학 교수; MIT의 기계공 학과장 및 Carl Richard Soderberg 전력 공학과 교수 인 Gang Chen. 스파게티 스트레칭 평균 중합체의 미세 구조를 확대한다면 왜 물질이 열을 쉽게 포획하는지 이해하기 어렵지 않을 것입니다. 미세한 수준에서, 중합체는 말단에 연결된 긴 사슬의 단량체 또는 분자 단위로 만들어진다. 이 사슬은 종종 스파게티 같은 공에 얽혀 있습니다. 열 운반체는이 무질서한 혼란을 겪는 데 어려움을 겪고 있으며 폴리머 코와 매듭에 갇히는 경향이 있습니다. 그러나 연구원들은 이러한 자연 단열재를 도체로 전환하려고 시도했습니다. 전자 제품의 경우, 폴리머는 가볍고 유연하며 화학적으로 불활성이기 때문에 고유 한 특성 조합을 제공합니다. 폴리머는 또한 전기적으로 절연되어있어 전기를 전도하지 않으므로 랩탑 및 휴대폰과 같은 장치가 사용자의 손에 단락되는 것을 방지하는 데 사용할 수 있습니다. 첸의 그룹을 포함하여 최근 몇 년간 폴리머 도체를 엔지니어링 해 왔으며, 2010 년에는 표준 폴리에틸렌 샘플에서 "초초 연마 나노 섬유"를 만드는 방법을 발명했습니다. 이 기술은 지저분하고 무질서한 폴리머를 일련의 명절 조명을 풀지 않는 것과 같이 매우 얇고 정렬 된 체인으로 확장했습니다. Chen은 결과 체인이 재료를 따라 열을 쉽게 건너 뛸 수있게했으며 폴리머가 일반 플라스틱에 비해 300 배 많은 열을 전도한다는 사실을 발견했습니다. 그러나 절연체로 전환 된 도체는 각 폴리머 체인의 길이를 따라 한 방향으로 만 열을 발산 할 수있었습니다. 반 데르 발스 힘이 약해서 열이 중합체 사슬 사이를 통과 할 수 없었습니다. 이는 본질적으로 두 개 이상의 분자를 서로 가까이 끌어 당기는 현상입니다. 쉬는 중합체 물질이 모든 방향으로 열을 산란시킬 수 있는지 궁금해했다. Xu는 분자 내 및 분자간 힘을 동시에 엔지니어링함으로써 열전도율이 높은 폴리머를 엔지니어링하려는 시도로서 현재의 연구를 생각했다. 연구팀은 궁극적으로 많은 전자 장치에 일반적으로 사용되는 공액 폴리머 유형 인 폴리 티 오펜으로 알려진 열 전도성 폴리머를 생산했습니다. 모든 방향에서 열의 힌트 Xu, Chen 및 Chen의 실험실 구성원은 Gleason 및 그녀의 실험실 구성원과 협력하여 산화 화학 기상 증착 (oCVD)을 사용하여 폴리머 도체를 설계하는 새로운 방법을 개발했습니다. 그들은 상호 작용하고 영화를 형성합니다. "우리의 반응은 일반 폴리머에서 꼬인 스파게티 같은 스트랜드가 아닌 단단한 폴리머 체인을 만들 수있었습니다."라고 Xu는 말합니다. 이 경우 Wang은 산화제를 폴리머로 알려진 사슬로 형성하는 개별 분자 단위 인 모노머 증기와 함께 챔버로 산화제를 흘 렸습니다. Wang은“우리는 산화제와 모노머가 흡착 및 반응하는 실리콘 / 유리 기판에서 폴리머를 성장 시켰으며, CVD 기술의 고유 한 자체 템플릿 형 성장 메커니즘을 활용했다”고 말했다. Wang은 각각 지문 크기 정도 인 2 제곱 센티미터 크기의 비교적 큰 샘플을 생산했습니다. Xu는“이 샘플은 태양 전지, 유기 전계 효과 트랜지스터 및 유기 발광 다이오드와 같이 매우 보편적으로 사용되기 때문에이 물질을 열 전도성으로 만들 수 있다면 모든 유기 전자 장치에서 열을 방출 할 수 있습니다. . 연구팀은 시간 영역 열 반사율을 사용하여 각 샘플의 열전도도를 측정했습니다.이 기법은 재료에 레이저를 쏘아 표면을 가열 한 다음 열이 확산 될 때 재료의 반사율을 측정하여 표면 온도의 강하를 모니터링하는 기술입니다. 재료. Zhou는“표면 온도의 붕괴에 대한 시간적 프로파일은 열 확산 속도와 관련이 있으며, 이로부터 열 전도율을 계산할 수있었습니다. 평균적으로, 중합체 샘플은 켈빈 당 미터당 약 2 와트로 열을 전도 할 수 있었으며, 이는 종래의 중합체가 달성 할 수있는 것보다 약 10 배 더 빠르다. Argonne National Laboratory에서 Jiang과 Xu는 폴리머 샘플이 거의 등방성이거나 균일 한 것으로 나타났습니다. 이는 열전도율과 같은 재료의 특성도 거의 균일해야 함을 나타냅니다. 이러한 추론에 따라, 연구팀은 재료가 모든 방향으로 열을 동일하게 잘 전달하여 방열 잠재력을 높여야한다고 예측했다. 앞으로도이 팀은 폴리머 전도성의 기본 물리학 및 배터리 케이스, 인쇄 회로 기판 필름과 같은 전자 제품 및 기타 제품에 재료를 사용할 수있는 방법을 계속 연구 할 것입니다. Xu는“우리는이 물질을 실리콘 웨이퍼와 다른 전자 장치에 직접 그리고 컨 포멀하게 코팅 할 수있다. “이러한 무질서한 구조에서 열전달이 어떻게 작동하는지 이해할 수 있다면, 더 높은 열전도도를 추구 할 수도 있습니다. 그런 다음이 광범위한 과열 문제를 해결하고 더 나은 열 관리 기능을 제공 할 수 있습니다.” 이 연구는 부분적으로 미국 에너지 부-기본 에너지 과학 및 MIT Deshpande Center에 의해 지원되었습니다.
간행물 : Yanfei Xu 등, "고열 전도성을 갖는 분자 공학 공액 중합체", Science Advances 30 Mar 2018 : Vol. 4 번 3, eaar3031; DOI : 10.1126 / sciadv.aar3031 sciadv.aar3031
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.소리의 속도의 1000 배에서 안쪽으로 충격파 레이싱 역전
주제 : 천문학천체 물리학천체 물리학 하버드 - 스미소니언 센터인기초신성 으로 천체 물리학 하버드 - 스미소니언 센터 2013년 11월 26일 소리의 속도의 1000 배에서 안쪽으로 충격파 레이싱 역전 찬드라 엑스레이 천문대가 찍은 티코 초신성 잔해의 사진. 이미지의 저에너지 X- 선 (빨간색)은 초신성 폭발에서 파편이 확장되고 고 에너지 X- 선 (파란색)은 폭발적인 전자파 인 폭발 파를 나타냅니다. 엑스레이 : NASA / CXC / Rutgers / K. 에릭슨 (Eriksen) 등; 광학 (별이 빛나는 배경) : DSS
하버드-스미소니언 천체 물리학 센터 (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)의 연구원들은 음속의 1000 배 속도로 안쪽으로 경주하는 역 충격파가 Tycho 초신성 잔해를 가열하여 X 선을 방출한다는 것을 발견했습니다. 케임브리지, 매사추세츠 주 – 별이 초신성으로 폭발하면 몇 주 또는 몇 달 동안 밝게 빛나기 전에 사라집니다. 그러나 폭발에서 바깥쪽으로 폭발 한 물질은 여전히 수백 또는 수천 년 후에 빛을 발하며 그림 같은 초신성 잔해를 형성합니다. 오래 지속되는 광채의 힘은 무엇입니까? Tycho의 초신성 잔해의 경우 천문학 자들은 Mach 1000 (사운드 속도의 1000 배)에서 안쪽으로 경주하는 역 충격파가 잔존물을 가열하여 X 선을 방출한다는 것을 발견했습니다. 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터 ( CfA ) 에서이 연구를 수행 한 야마구치 히로야 (Yuroya Yamaguchi)는“우리는 역 충격없이 고대 초신성 잔해를 연구 할 수 없었을 것 입니다. Tycho의 초신성은 1572 년 천문학 자 Tycho Brahe에 의해 목격되었습니다.이“새로운 별”의 출현은 하늘이 일정하고 변하지 않는다고 생각한 사람들을 놀라게했습니다. 초신성 은 1 년 후 시력이 약해 지기 전에 금성 을 필적 했습니다. 현대 천문학 자들은 Tycho와 다른 사람들이 관찰 한 사건이 백색 왜성 별 의 폭발로 인해 Type Ia 초신성이라는 것을 알고 있습니다. 폭발로 인해 실리콘 및 철과 같은 원소가 시간당 1,100 만 마일 (5,000km / s) 이상의 속도로 우주로 퍼졌습니다. 이 방출 물이 성간 가스 주위로 쏟아 질 때 충격파가 생겼다. 이는 우주“소닉 붐”에 해당한다. 그 충격파는 오늘날에도 약 마하 300에서 바깥으로 계속 움직인다. Mach 1000에서 안쪽으로 향하는 충격파. CfA의 공동 저자 인 랜달 스미스 (Randall Smith)는“바쁜 고속도로에서 펜더 벤더가 지나간 후 줄을서는 브레이크 라이트의 물결과 같습니다. 역 충격파는 초신성 잔해 내부의 가스를 가열하여 형광을 일으킨다. 이 프로세스는 초신성 잔해가 가시 광선이 아닌 X- 레이로 빛난다는 점을 제외하고는 가정용 형광등을 비추는 것과 유사합니다. 역 충격파는 초신성이 발생한 후 수백 년 후에 초신성 잔해를보고 연구 할 수있게 해줍니다. Smith는“Reverse shock 덕분에 Tycho의 초신성은 계속해서 제공하고 있습니다. 팀은 Suzaku 우주선과 함께 Tycho 초신성 잔해의 X- 선 스펙트럼을 연구했습니다. 그들은 역 충격파를 가로 지르는 전자들이 여전히 불확실한 과정에 의해 빠르게 가열되는 것을 발견했다. 그들의 관찰은 Tycho의 초신성 잔해의 역 충격에서 그러한 효율적인 "충돌없는"전자 가열에 대한 첫 번째 확실한 증거를 나타낸다. 팀은 다른 젊은 초신성 잔해에서 유사한 역 충격파의 증거를 찾을 계획입니다. 이 결과는 천체 물리학 저널에 게재되었습니다. 매사추세츠 케임브리지에 본사를 둔 하버드-스미소니언 천문 물리학 센터 (CfA)는 스미스 소니 언 천체 물리 관측소와 하버드 대학 관측소 사이의 공동 협력입니다. 6 개의 연구 부서로 구성된 CfA 과학자들은 우주의 기원, 진화 및 궁극적 운명을 연구합니다.
출판 : 천체 물리학 저널에 게재 PDF 사본 : 젊은 초신성 잔해의 역 충격에서 전자의 효율적인 충돌없는 가열을위한 새로운 증거 이미지 : 엑스레이 : NASA / CXC / Rutgers / K. 에릭슨 (Eriksen) 등; 광학 (별이 빛나는 배경) : DSS
https://scitechdaily.com/reverse-shock-wave-racing-inward-1000-times-speed-sound/
.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
.MIT 화학자들에 의해 합성 된 분해성 폴리머 – 신체에서 분해 될 수 있음
주제 : MIT국립 보건원국립 과학 재단폴리머 작성자 : 매사추세츠 공과 대학 ANNE TRAFTON , 2019 년 11 월 12 일 새로운 MIT 폴리머 MIT 화학자가 설계 한 새로운 유형의 폴리머에는 특정 모노머 (노란색)가 포함되어있어 특정 조건에서 폴리머를 더 쉽게 분해 할 수 있습니다. 크레딧 : Demin Liu
물질은 신체에 약물 또는 영상 화제를 전달하는데 유용 할 수 있으며; 일부 산업용 플라스틱을 대체 할 수 있습니다. MIT 화학자들은 신체와 환경에서 더 쉽게 분해 될 수있는 폴리머를 합성하는 방법을 고안했습니다. 개환 복분해 중합 법 (ROMP)이라고하는 화학 반응은 나노 제작, 고성능 수지, 약물 또는 영상제 전달과 같은 다양한 용도를위한 새로운 중합체를 만드는 데 편리합니다. 그러나,이 합성 방법의 한 가지 단점은 생성 된 중합체가 신체 내부와 같은 자연 환경에서 자연적으로 분해되지 않는다는 것이다. MIT 연구팀은 폴리머의 골격에 새로운 유형의 빌딩 블록을 추가하여 폴리머를 더 분해 할 수있는 방법을 고안했다. 이 새로운 빌딩 블록 또는 모노머는 약산, 염기 및 불소와 같은 이온에 의해 분해 될 수있는 화학적 결합을 형성합니다. MIT의 화학 부교수이자 연구의 수석 저자 인 Jeremiah Johnson은“우리는 이것이 생물학적으로 관련된 조건에서 손쉬운 분해성을 갖는 ROMP 폴리머를 생산하는 첫 번째 일반적인 방법이라고 생각합니다. “좋은 점은 표준 ROMP 워크 플로우를 사용하여 작동한다는 것입니다. 새로운 단량체를 뿌리면 매우 편리합니다.” 이 빌딩 블록은 의료 응용 분야뿐만 아니라 사용 후 더 빠르게 분해되는 산업용 중합체의 합성을 비롯하여 다양한 용도로 중합체에 통합 될 수 있다고 연구원들은 말합니다. 2019 년 10 월 28 일 Nature Chemistry 에 발표 된 이 논문 의 주요 저자 는 MIT postdoc Peyton Shieh입니다. Postdoc Hung VanThanh Nguyen도이 연구의 저자입니다. 강력한 중합 ROMP- 생성 폴리머의 가장 일반적인 빌딩 블록은 노르 보르 넨 (norbornenes)이라 불리는 분자로, 쉽게 개봉되어 서로 연결되어 폴리머를 형성 할 수있는 고리 구조를 포함한다. 약물 또는 영상 화제와 같은 분자는 중합이 일어나기 전에 노르 보르 넨에 첨가 될 수있다. Johnson의 실험실은이 합성 접근법을 사용하여 선형 폴리머, 바틀 브러쉬 폴리머 및 별 모양 폴리머를 포함한 다양한 구조의 폴리머를 만들었습니다. 이들 신규 물질은 한 번에 많은 암 약물을 전달하거나 자기 공명 영상 (MRI) 및 다른 유형의 영상을위한 영상 화제 를 운반 하는데 사용될 수있다 . Johnson은“매우 강력하고 강력한 중합 반응입니다. 그러나 가장 큰 단점 중 하나는 생산 된 폴리머의 골격이 탄소-탄소 결합으로 구성되어있어 폴리머가 쉽게 분해되지 않는다는 것입니다. 그것은 항상 바이오 소재 공간을위한 폴리머를 만드는 것에 대해 생각할 때 우리가 항상 생각했던 것입니다.” 이 문제를 피하기 위해 Johnson의 실험실은 직경이 약 10 나노 미터 정도 인 작은 폴리머를 개발하는 데 중점을 두 었으며, 이는 큰 입자보다 몸에서 쉽게 제거 할 수 있습니다. 다른 화학자들은 노르 보르 넨 이외의 빌딩 블록을 사용하여 폴리머를 분해 할 수있게 만들려고 노력했지만 이러한 빌딩 블록은 효율적으로 중합되지 않습니다. 또한 약물이나 다른 분자를 약물에 부착하는 것이 더 어렵고 종종 분해하기 위해 가혹한 조건이 필요합니다. 존슨은“이 복잡한 단량체를 중합 할 수있는 분자로 노르 보르 넨을 계속 사용하는 것을 선호한다. "꿈은 다른 유형의 단량체를 확인하고 이미 노보 넨을 사용하는 중합에 코 모노머로 첨가하는 것이 었습니다." 연구원들은 Shieh가 다른 프로젝트에서 수행 한 작업을 통해 가능한 해결책을 찾았습니다. 그는 노르 보르 넨과 유사하지만 산소-실리콘-산소 결합을 포함하는 고리-함유 분자를 합성 할 때 중합체로부터 약물 방출을 유발하는 새로운 방법을 찾고 있었다. 연구원들은 실릴 에테르 (silyl ether)라고하는 이런 종류의 고리가 ROMP 반응으로 열리고 중합 될 수 있으며, 산소-실리콘-산소 결합을 갖는 중합체가 더 쉽게 분해되는 것을 발견했다. 따라서 연구진은 약물 방출에 사용하는 대신 분해 할 수 있도록이를 폴리머 백본에 통합하기로 결정했습니다. 그들은 실란-에테르 단량체를 노르 보르 넨 단량체와 1 : 1의 비율로 단순히 첨가함으로써, 이전에 제조 한 것과 유사한 중합체 구조를 생성 할 수 있으며, 새로운 단량체는 골격 전체에 상당히 균일하게 통합되어 있음을 발견했다. 그러나 이제 약 6.5 정도의 약산성 pH에 노출되면 중합체 사슬이 분해되기 시작합니다. "정말 간단합니다"라고 Johnson은 말합니다. “이것은 널리 사용되는 폴리머에 첨가하여 분해 할 수있는 모노머입니다. 그러나 그와 같은 접근 방식의 예는 놀라 울 정도로 드물다.” 빠른 고장 연구진은 생쥐의 실험에서 첫 주나 두 주 동안 분해성 고분자가 원래 고분자와 동일한 분포를 보였지만 곧 분해되기 시작했다. 6 주 후, 신체에서 새로운 폴리머의 농도는 연구자들이 사용한 실릴 에테르 모노머의 정확한 화학적 조성에 따라 원래 폴리머의 농도보다 3 배에서 10 배 낮았다. 연구 결과에 따르면 약물 전달 또는 이미징을 위해이 모노머를 폴리머에 추가하면 신체에서 더 빨리 제거 될 수 있습니다. Johnson은“우리는이 기술을 사용하여 생물학적 조직에서 ROMP 기반 폴리머의 분해를 정확하게 튜닝 할 수있게되어 매우 기쁩니다. 이는 생물학적 분포, 약물 방출 동역학 및 기타 여러 기능을 제어하는 데 활용할 수 있다고 생각합니다. 연구원들은 또한 플라스틱이나 접착제와 같은 산업용 수지에 새로운 단량체를 추가하는 작업을 시작했습니다. 그들은 이러한 단량체를 산업용 중합체의 제조 공정에 통합하여 더 분해 가능하게 만드는 것이 경제적으로 가능할 것이라고 생각하며 Millipore-Sigma와 협력하여이 단량체 계열을 상용화하고 연구 할 수 있도록하고 있습니다.
### 참고 문헌 : "Hilo V.-T. Peyton Shieh의"Tailored silyl ether 단량체는 ROMP를 통해 골격 분해성 폴리 노보 넨 기반 선형, bottlebrush 및 star 공중 합체를 가능하게합니다 " Nguyen과 Jeremiah A. Johnson, 2019 년 10 월 28 일, Nature Chemistry . DOI : 10.1038 / s41557-019-0352-4 이 연구는 National Institutes of Health, American Cancer Society 및 National Science Foundation에서 자금을 지원했습니다.
https://scitechdaily.com/degradable-polymers-synthesized-by-mit-chemists-can-break-down-in-the-body/
.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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