이 폼은 빛을 조작 할 수 있습니다
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.이 폼은 빛을 조작 할 수 있습니다 – 빛을 사용하여 계산을 수행하는 광 트랜지스터를 가능하게합니다
주제 : 광학프린스턴 대학 으로 프린스턴 대학, 공학 학교 2019년 11월 18일 공포증 화학, 물리학 및 재료 과학의 조합에서 Princeton 연구원은 거품 유형이 빛을 선택적으로 차단할 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 전기 대신 빛으로 계산하는 차세대 장치에 중요합니다. 위의 폼의 컴퓨터 모델은 특정 범위의 빛 에너지 (파란색으로 표시)가 재료를 통과하고 그렇지 않은 (빨간색으로 표시) 영역을 보여줍니다. 크레딧 : 이미지 제공 : Klatt et al.
눈을 맞추는 것보다 거품이 더 많습니다. 말 그대로. 프린스턴 과학자들의 연구에 따르면 과학자들이 오랫동안 연구 한 거품은 전기 대신 빛을 사용하는 차세대 정보 기술의 탐침 속성 인 특정 파장의 빛을 차단할 수있는 것으로 나타났습니다. 재료 과학, 화학 및 물리학의 전문 지식을 통합 한 연구원들은 Weaire-Phelan 폼으로 알려진 구조에 대한 철저한 계산 시뮬레이션을 수행했습니다. 그들은이 거품이 빛의 일부 주파수를 통과시키면서 다른 빛을 완전히 반사 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 광자 밴드 갭 (photonic band gap)으로 알려진이 선택적 차단은 전자의 흐름을 매우 작은 규모로 제어 할 수 있기 때문에 모든 현대 전자 제품의 기반이되는 반도체의 거동과 유사합니다. 그러나 무질서한 맥주 거품과는 달리 Weaire-Phelan 거품은 수학과 물리학에 깊은 뿌리를 둔 정확한 구조의 배열입니다. "이것은 우리가 원하는 특성을가집니다. 특정 주파수 범위에 대한 전 방향 거울"이라고 화학 교수이자 프린스턴 재료 과학 기술 연구소의 Salvatore Torquato는 말했습니다. Torquato, 자연 과학의 루이스 버나드 교수, 출판 결과 11 월 6 일에서 2019 국립 과학 아카데미 논문집 과학 프린스턴의 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein) 교수 공동 저자 마이클 Klatt에서, 박사 후 연구원, 그리고 물리학 자 폴 스타 인 하르트와. 화학, 물리학 및 재료 과학의 조합에서 Princeton 연구원은 거품 유형이 빛을 선택적으로 차단할 수 있다는 것을 발견했습니다.
https://youtu.be/IcTi5nlOX74
이는 전기 대신 빛으로 계산하는 차세대 장치에 중요합니다. 이 비디오는 폼의 컴퓨터 모델과 특정 범위의 빛 에너지 (파란색) (파란색으로 표시)가 재료를 통과하고 그렇지 않은 (빨간색으로 표시) 영역을 보여줍니다. 크레딧 : Klatt et al
이전에는 다양한 유형의 결정에서 광 밴드 갭의 수많은 예가 보여졌지만, 연구자들은 비누 거품이나 생맥주 거품과 비슷한 거품에서 새로운 발견이 첫 번째 예라고 생각합니다. 그러나 무질서한 맥주 거품과는 달리 Weaire-Phelan 거품은 수학과 물리학에 깊은 뿌리를 둔 정확한 구조의 배열입니다. "지오메트리, 수학에서 고전적이고 아름다운 문제로 시작하여 갑자기 광 밴드 갭을 여는이 물질을 갖게되었습니다."— Salvatore Torquato 위어-펠란 (Waire-Phelan) 폼의 기원은 1887 년 스코틀랜드의 물리학자인 켈빈 (Kelvin) 경이 모든 공간에 배경 구조를 구성하는 것으로 여겨지는 신비한 물질 인“에테르”에 대한 구조를 제안한 때입니다. 에테르의 개념은 그 당시 이미 호의적이지 않았지만 켈빈의 제안 된 거품은 수세기 동안 음모를 꾸미는 수학자에게 나갔습니다. 왜냐하면 그것이 가능한 최소 표면적을 가진 기하학적 형태로 공간을 채우는 가장 효율적인 방법으로 보였기 때문입니다. . 1993 년 물리학 자 Denis Weaire와 Robert Phelan은 표면적이 약간 적은 대체 장치를 발견했습니다. 그 이후로 Weaire-Phelan 구조에 대한 관심은 주로 수학, 물리 및 예술 공동체에있었습니다. 이 구조는 2008 년 올림픽을 위해 만들어진“베이징 워터 큐브”의 외벽으로 사용되었습니다. 새로운 발견은 이제 재료 과학자와 기술자에게 관심있는 구조를 만듭니다. Torquato는“지오메트리, 수학에서 고전적이고 아름다운 문제로 시작하여 갑자기 광 밴드 갭을 여는이 재료를 갖게되었습니다. Torquato, Klatt 및 Steinhardt는 빛을 제어하는 혁신적인 방법으로 "초 고형"무질서한 재료를 조사하는 또 다른 프로젝트의 접선으로 Weaire-Phelan 폼에 관심을 갖게되었습니다. 원래의 초점은 아니지만 세 사람은이 정밀하게 구조화 된 폼이 흥미로운 특성을 가지고 있음을 깨달았습니다. Torquato는“조금이라도 여기에 흥미로운 것이 있다는 것이 분명해졌습니다. "그리고 결국 우리는 '좋아, 이것을 추구하기 위해 잠시 동안 주요 프로젝트를 옆에 두자'고 말했다." Klatt는“항상 연구의 길가에 무엇이 있는지 찾아보십시오. 이 새로운 발견에 관여하지 않은 Weaire는 프린스턴 발견이 그와 Phelan이 그것을 발견 한 이후이 물질에 대한 광범위한 관심의 일부라고 말했다. 그는 광학에서 새로운 사용 가능성은 물질이 매우 등방성이거나 방향성이 강하지 않기 때문이라고 말했다. 박사 학위를 취득한 폼 전문가 인 앤드류 크라이 닉 (Andrew Kraynik)은“광학 밴드 갭을 표시한다는 사실은 매우 특별한 특성을 가지고 있기 때문에 매우 흥미 롭다”고 말했다. 1977 년 프린스턴 화학 공학과에서 Weaire-Phelan 폼을 광범위하게 연구했지만 Princeton 연구에는 관여하지 않았습니다. Kraynik은 또 다른 프린스턴 연결은 Weaire-Phelan 폼을 발견하고 분석하는 핵심 도구는 Surface Evolver라는 소프트웨어 도구이며, 표면 특성에 따라 모양을 최적화하고 박사 학위를 취득한 Ken Brakke가 작성했습니다. . 1975 년 프린스턴에서 수학. 위어-펠란 (Waire-Phelan) 폼이 원하는 광 제어 특성을 보여 주었다는 것을 보여주기 위해 Klatt는 프린스턴 컴퓨팅 과학 및 공학 연구소의 슈퍼 컴퓨팅 시설에서 세심한 계산을 개발했습니다. Torquato는“그가 실행해야하는 프로그램은 실제로 계산 집약적입니다. 이 연구는 새로운 발명의 영역을“발포 학”(“거품”과“광자”의 매시업)이라고 불렀던 연구원들에 의해 추가 발명에 대한 수많은 가능성을 열어 준다고 말했다. Torquato는 거품이 자연적으로 발생하고 상대적으로 만들기가 쉽기 때문에 한 가지 가능한 목표는 Weaire-Phelan 거품의 정확한 배열로 자체 구성하기 위해 원료를 동축시키는 것이라고 말했다. 추가 개발로 거품은 통신에 사용되는 빛을 운반하고 조작 할 수 있습니다. 현재 인터넷을 통과하는 많은 데이터는 유리 섬유로 운반됩니다. 그러나 목적지에서 빛은 전기로 다시 변환됩니다. 광자 밴드 갭 재료는 기존의 광섬유 케이블보다 훨씬 정확하게 빛을 안내 할 수 있으며 빛을 사용하여 계산을 수행하는 광 트랜지스터 역할을 할 수 있습니다. “누가 아는가?”토키토가 말했다. "결과적으로 이것이되면 미래에 실험적인 도전을 제공합니다."
### 참조 :“Phoamtonic design은 상당한 3D 광 밴드 갭을 산출합니다.”Michael A. Klatt, Paul J. Steinhardt 및 Salvatore Torquato, 2019 년 11 월 6 일 , National Science of Science . DOI : 10.1073 / pnas. 1912730116
.세계에서 가장 밝은 광원으로 전자 속도를 빛의 속도의 99.9999999985 %로 가속화
주제 : 전자빔에스토니아 연구위원회 으로 에스토니아어 연구위원회 2019년 11월 16일 Vambola Kisand FinEstBeAMS 빔라인 최근 출판 된 연구 인 Vambola Kisand의 저자 중 한 명이 Lund에서 FinEstBeAMS 빔라인을 연구하고 있습니다. 학점 : 타르 투 대학교 Mati Kook.
타르 투 대학교 (University of Tartu)의 과학자들이 핀란드 동료들과 협력하여 스웨덴의 룬드 (Lund) 국립 MAX IV 연구소에서 에스토니아-핀란드의 빔라인을 구축했다는 사실을 대중은 알지 못할 수도 있습니다. 2 년 전에 완료되어 2018 년 후반에 연구를 위해 개설 된 FinEstBeAMS는 에스토니아의 연구 인프라 로드맵에 속하며, 에스토니아 인이 해외에서 제작 한 몇 가지 객체 중 하나입니다. 약 700 만 유로에 달하는 FinEstBeAMS는 국제 협력의 결과로 MAX IV 연구소에서 최초로 완료된 빔라인이었습니다. 타르 투 대학교 (University of Tartu) 물리학 자의 모든 이전 활동이 빔라인 설계, 구축 및 시운전과 관련되었을 때, 지금까지 첫 번째 과학 실험이 수행되었으며 중요한 이정표로 첫 번째 연구 논문이 발표되었습니다. 이 실험의 결과. 이 연구는 광전자 분광법을 사용하여 기체상에서 연구 된 3 가지 이온 성 액체 인 [EMIM] [TFSI], [DEME] [TFSI] 및 [PYR1,4] [TFSI]의 복잡한 전자 구조를 살펴 봅니다. 이온 성 액체는 기본적으로 이미 액체 상태 인 용융 염입니다. 가장 진보 된 응용 분야 중 하나는 기존 전해질 대신 수퍼 커패시터에 사용하는 것입니다. 슈퍼 커패시터는 상당한 양의 에너지를 저장하고 단시간에 매우 큰 전력을 공급할 수 있습니다. 지금까지 왜 일부 이온 성 액체가 다른 이온 성 액체보다 슈퍼 커패시터의 전해질로 더 적합한 지 명확하지 않습니다. 이온 성 액체의 응용 가능성을보다 잘 이해하려면 최첨단 실험 방법을 사용하여 전자 구조를 결정해야합니다. 속성의 모델링 및 계산에 대한 고급 이론뿐만 아니라 기본 수준의 전자 구조에 대한 자세한 이해는 다양한 이온 성 액체의 특성에 영향을 미치는 주요 요인을 밝히는 데 도움이됩니다. “빔라인은 강한 광자 속으로 우리를 기쁘게 놀라게했으며, 매우 우수한 스펙트럼 분해능과 짧은 데이터 수집 시간으로 연구를 수행 할 수있었습니다. 얻은 고품질 데이터는 우수한 비교를 제공하고 연구 그룹에서 수행 된 이온 성 액체의 특성 모델링에서 파생 된 이론적 결과를 검증하는 데 도움이됩니다. Vambola Kisand.
MAX IV 가속기는 세계에서 가장 밝은 광원입니다
MAX IV는 싱크로트론이라고 불리는 원형 가속기입니다. 촉진제 내에서 순환하는 많은 전자는 밝은 단파 방사선을 방출하여 생물학적 분자 또는 나노 크기 물질과 같이 연구 될 물질의 내부 구조 (몇 나노 미터 크기의 단편)를 드러 낼 수 있습니다. 또한 다양한 물질의 전자 구조 및 특성 조사에 적합합니다. 직경이 1 센티미터 인 스테인레스 스틸 튜브의 초고 진공에서는 528 미터 저장 링에서 전자의 묶음이 빛의 속도의 최대 99.9999999985 %의 속도로 가속됩니다. 자기장에 의해 "길 들여진"전자는 24/7을 순환하고 방사 된 광은 다양한 종료점을 갖는 빔라인으로 향하게되며, 여기서 최첨단 실험이 수행된다. 공공 연구 인프라로서 싱크로트론은 대학 연구 그룹에서 기업가에 이르기까지 관심이있는 누구나 사용할 수 있습니다. 2018 년에 운영중인 MAX IV 연구소의 6 개 빔라인은 매년 약 500 명의 사용자를 보유했습니다. 몇 가지 새로운 빔라인이 가동되면서 2025 년까지 사용자 수가 매년 2,500 명 이상으로 증가 할 것으로 예상됩니다. 물론, 1.5 시간 거리에있는이 대규모 연구 센터의 이점을 활용하기 위해 에스토니아어 사용자의 관심이 높아질 것으로 예상됩니다. 동시에 고품질 연구를위한 중성자를 제공하는 ESS (European Spallation Source)는 MAX IV Lab 싱크로트론 방사선 센터 옆에 건설되고 있습니다. 완료되면 MAX IV와 ESS는 북유럽에서 실험 방법이 보완적인 가장 큰 연구 인프라를 공동으로 형성 할 것입니다. 에스토니아 기업가들에게도 공개 빔라인은 5에서 1,400 eV 사이의 에너지 범위를 포괄하는 광자를 제공하며 다양한 실험을위한 3 개의 엔드 스테이션이 장착되어 있습니다. FinEstBeAMS는 기체뿐만 아니라 표면에 증착 된 단일 원자, 분자, 클러스터 및 나노 입자의 전자 구조를 조사하기 위해 첨단 기술 기업뿐만 아니라 고품질 단파 VUV-XUV 방사선을 과학자에게 제공합니다. 입자 및 표면 상호 작용, 다층 구조 및 다양한 재료의 표면 특성 및 고체의 발광 공정을 연구하는 데 중요한 도구입니다. 지금까지 Clifton 및 Lumifor와 같은 에스토니아 회사는 MAX 실험실의 기능을 활용했습니다. 전자는 마이크로 일렉트로닉스를위한 새로운 반도체 재료의 특성을 분석하였고, 후자는보다 효율적인 방사선 검출기를 개발하기위한 새로운 선량 측정 재료를 연구했는데, 이는 주변 환경에서 전리 방사선을 측정하는데, 예를 들어 의료 방사선 사진의 방사선 레벨을 모니터링하기 위해 사용된다. ### 참고 자료 : 11 월 15 일, Ivar Kuusik, Mati Kook, Rainer Pärna, Antti Kivimäki, Tanel Käämbre, Liis Reisberg, Arvo Kikas 및 Vambola Kisand의“TFSI 음이온에 기반한 이온 성 액체의 전자 구조 : 기상 UPS 및 DFT 연구” 2019, 분자 액체 저널 . DOI : 10.1016 / j.molliq.2019.111580 저자는 Estonian Research Council (IUT2-25)과 Estonian Center of Research Excellence of Research 프로젝트의“지속 가능한 에너지, 센서 및 나노 전자를위한 첨단 재료 및 첨단 장치”TK141 (2014-2020.4.01.15- 0011). 이 결과로 이어지는 연구는 연구 및 혁신을위한 EU 프레임 워크 프로그램 HORIZON 2020의 승인 계약 730872에 따라 프로젝트 CALIPSOplus에 의해 지원되었습니다. 또한 측정 중에 지원해 주신 MAX-lab 직원에게도 감사의 말씀을 전합니다. 저자들은 우리의 초기 친구와 동료 교수를 기념합니다. FinEstBeAMS 컨소시엄의 창시자이자 리더 인 Ergo Nõmmiste.
.과학자들은 충전 된 원자로 빛으로 제어되는 전류 전송 시연
주제 : 녹색 기술Max Planck Institute태양 광고체 물리학 작성자 : MAX PLANCK INSTITUTE, JOACHIM MAIER 박사 2018 년 4 월 27 일 충전 원자에 의한 조명 제어 전류 전송 이전에 알려지지 않은 광 효과 : 페 로브 스카이 트 메틸 암모늄 납 요오다 이드 (MAPI)와 같은 일부 재료에서 이온은 광 유도 전도성에 매우 크게 기여합니다. 태양 전지에서와 같이, 빛은 초기에 전자를 방출합니다. 나머지 양으로 하전 된 홀은 결정에서 음으로 하전 된 요오드화물 이온을 중화시킨다. 하전되지 않은 요오드 원자는 요오다 이드 이온보다 작기 때문에, 요오드 이온이 맞지 않는 간극 공간을 차지한다. 결정 격자의 결과적인 갭은 전자 홀이 전자 전도를 허용하는 것과 거의 같은 방식으로 이온 전도를 허용한다. © Max Planck Institute for Solid State Research
이제 처음으로 시연 된 하전 된 원자에 의한 광 제어 전류 전송은 새로운 응용을 가능하게합니다. 빛은 일부 재료를 이전에 예상치 못한 방식으로 전도성으로 만듭니다. 일반적인 실리콘 태양 전지에서, 태양이 비치면 전자가 흐릅니다. 그러나 슈투트가르트에 소재한 Max Planck Institute for Solid State Research의 과학자들은 놀랍게도 밝혀 냈습니다. 특별한 페 로브 스카이 트에서 태양 전지에 사용되는 또 다른 재료 인 빛은 전자를 방출 할뿐만 아니라 이온으로 알려진 전기를 방출하는 원자를 방출합니다 . 또한,이 새로운 광 효과는 매우 큽니다. 이온 전도도가 100 배 증가했습니다. 여기에서 조사 된 물질로 만들어진 태양 전지의 경우, 높은 광 유도 이온 전도성은 다소 손상을줍니다. 그러나 결과는 이제 구체적으로 대응할 수 있습니다. 슈투트가르트 연구원의 관점에서 볼 때, 그 효과는 참신합니다. 효율면에서 실리콘 태양 전지는 표준을 설정합니다. 그러나 특히 효율이 높은 태양 광 소자의 경우 실리콘 생산은 복잡하고 비싸다. 페 로브 스카이 트 (perovskites)라고 불리는 재료는 그 구조 때문에 저렴한 대안을 제공 할 수 있습니다. Max Planck Institute for Solid State Research의 소장 인 Joachim Maier가 이끄는 과학자 팀은 이제 페 로브 스카이 트 메틸 암모늄 납 요오다 이드 (MAPI)를 기반으로 빛이 이러한 물질의 전기 수송에 어떤 영향을 미치는지 조사했습니다. EPFL (École polytechnique fédérale de Lausanne)에서 연구를 수행하고 슈투트가르트에 소재한 Max Planck Institute의 외부 과학 회원 인 Michael Grätzel과의 공동 작업 중에 이러한 자료에 대한 관심이 높아졌습니다. 그들의 실험에서, 연구원들은 이제 물질이 밝혀 질 때 하전 된 원자 인 이온이 예상치 못하게 높은 전도도로 기여한다는 것을 관찰했다. 페 로브 스카이 트 태양 전지에서, 그 효과는 구조적 변경을 초래하고 효율을 손상시킬 수있다. Joachim Maier는“그러나 이러한 연구 결과는 이러한 노화 과정을 방지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러나 화학자의 경우, 이러한 현상은 주로 빛, 즉 배터리, 연료 전지 또는 전기 화학 센서와 같은 전기 화학 응용 분야에서 전기를 운반하는 전하 운반체와 같은 이동성 이온을 방출 할 수있는 근본적인 가능성을 만들어 내기 때문에 가장 흥미로운 현상입니다. 스위치. 메커니즘은 빛에 의해 생성 된 구멍을 이온 전도성으로 변환합니다. 빛이 이온 수송에 영향을 미치는 것은 생물학에서 이미 증명 된 바 있습니다. 조명은 세포막의 투과성을 간접적으로 바꿀 수 있습니다. Joachim Maier는“그러나 결정 성 고체의 이온 전도가 직접적으로 수정 될 수 있다는 것은 매우 놀라운 사실이다. 그의 팀은 유리 요오드화 이온의 수가 어떻게 100 배 증가했는지 관찰했다. 따라서 이온 전도는 광-유도 전자 전도도에 대해 알려진 것과 유사한 정도로 증가된다. 슈투트가르트의 연구원들은이 현상을 실험적으로 보여줄뿐 아니라 그들은 또한 그것을 설명 할 수 있습니다. 그들에 따르면, 빛은 처음에는 태양 전지에서와 같이 전자를 방출합니다. 물리학 자들이 말할 수 있듯이, 음으로 하전 된 전자는 결정 격자에 양으로 하전 된 정공을 남깁니다. 이들은 결정 내에서 음으로 하전 된 요오드화물 이온을 중화시킨다. 충전되지 않은 요오드 원자 때문에요오드화 이온보다 훨씬 작은, 그것은 소위 간극 공간, 즉 더 큰 요오드화 이온이 맞지 않는 결정 격자의 자유 공간을 차지한다. 결정 격자의 결과적인 갭은 전자 홀이 전자 전도를 허용하는 것과 거의 같은 방식으로 이온 전도를 허용한다. Joachim Maier는“이 효과의 핵심은 빛으로 생성 된 홀을 이온 전도성으로 직접 변환하는 메커니즘이 있다는 것입니다. 다양한 방법으로 의심 할 여지없이 효과를 입증 연구원들은 의심 할 여지없이 그 효과를 입증하기 위해 다양한 방법을 사용했습니다. 초기 실험에서 그들은 이온을 차단하는 MAPI에 전기 접점을 사용했습니다. 즉, 전자 만 통과시킵니다. 그들은 특정 전류를 사용하고 전압을 측정했습니다. 이온이 전류 흐름에 관여하는 경우, 처음에는 움직일 수 있지만 접점에 의해 차단되므로 짧은 시간 후에 전압이 증가해야합니다. 이것이 바로 슈투트가르트의 연구원들이 관찰 한 내용입니다. 이온 전도의 명확한 증거는 개방 회로에서 측정 된 전압에 의해 제공되었으며, 연구원은 페 로브 스카이 트를 조명 된 전지 셀의 전해질 상으로 사용하여 생성했습니다. 전압이 생성되지 않습니다. 그러나, 전해질로서 이온 전도성 물질을 사용하여, 예상되는 배터리 전압을 측정 할 수있다. 연구원들은 두 가지 추가 실험에서 요오드 수송을 직접 시연했다. 그들은 페 로브 스카이 트의 한쪽을 가스 요오드에 노출시켰다. 그들은 다른쪽에 구리 막을 부착했는데, 요오드화 구리를 형성하기 위해 반응하는 경향 때문에 소위 요오드 싱크대 역할을한다. 조명 하에서이 프로세스는 매우 빠른 속도로 발생했습니다. 페 로브 스카이 트 샘플 내 요오드의 수송은 또한 톨루엔이 소자의 외부 싱크로서 작용하는 실험에 의해 입증되었다. 연구원들은 페 로브 스카이 트가 조명 되 자마자 톨루엔의 요오드 농도가 증가한다는 것을 분 광학적으로 보여 주었다.
다른 재료에서도 비슷한 일이 발생합니까?
마이어는 슈투트가르트의 과학자들이 관찰 한 메커니즘은 가역적이라고 강조했다. 재료를 파괴하지 않습니다. 페 로브 스카이 트 물질이 요오드를 영구적으로 결합하는 물질과 접촉하거나 요오드가 대기로 빠져 나갈 때만 시간이 지남에 따라 물질이 분해됩니다. 가까운 장래에, 연구원들은 분해 메커니즘을 이해하고 궁극적으로 그것들을 막는 것에 만족할 의사가 없습니다. Joachim Maier에 따르면 더 중요한 것은 그 효과 자체를 조사하는 것이 고체 상태 연구에서 참신함을 나타 내기 때문입니다. Joachim Maier는“우리는 유사한 현상이 발생하는지 확인하기 위해 다른 재료를 조사 할 것입니다. 연구원들은 또한이 효과가 기술적으로 어떻게 활용 될 수 있는지에 대한 질문에 집중하고 있습니다. 이를 위해 먼저 광 자기 저장 장치 활용과 같은 아이디어를 개발 한 다음 해당 응용 분야에 적합한 재료를 찾습니다. Joachim Maier는“이온 전도성은 에너지 연구 환경에서 중요한 현상을 나타냅니다. “그러나 많은면에서, 특히 빛에 노출 될 때, 그것은 테라 인코 그니 타로 남아 있습니다. 출판 : 김기영 외, "할로겐 페 로브 스카이 트의 이온 전도 및 광분해에 대한 영향에 대한 큰 가변 광 효과", Nature Materials, 2018 년 3 월 22 일; 도 : 10.1038 / s41563-018-0038-0
https://scitechdaily.com/scientists-demonstrate-light-controlled-current-transport-by-charged-atoms/
.운명의 뒤틀림에서 개미 전문가가 자신의 뒤뜰에서 뚜렷한 새로운 종을 발견합니다
주제 : 개미생물 다양성곤충학진화인기있는유타 대학교 으로 유타 대학 2019년 11월 13일 새로 발견 된 뒤뜰 개미 새로 발견 된 개미 종 Strumigenys ananeotes. 크레딧 : Jack Longino / University of Utah
Jack Longino는 세계적인 개미 전문가이며 개미 종을 기록하고 발견하여 전 세계를 여행했습니다. 그러나 그의 최신 발견을 위해, 그는 자신의 뒤뜰보다 더 멀리 갈 필요가 없었습니다. 2018 년 8 월, 어두워 지 자마자 Longino는 정원에서 실제로 보이지 않는 4 마리의 개미를 엿볼 수있었습니다. 다음날 그는 더 깊이 파고 더 많은 표본을 발견했습니다. 그들은 열대 지방이나 미국 동부의 낙엽수 숲에서 그가 아는 종을 상기시켰다.
Strumigenys ananeotes Strumigenys ananeotes. 크레딧 : Jack Longino / University of Utah 그
러나 놀람은 거기서 멈추지 않았습니다. Longino는 원래 개미가 상업적 포팅 토양을 통해이 지역으로 유입되었으며 다른 곳에서 알려진 종일 것이라고 생각했습니다. 그러나이 실험실을 면밀히 살펴보면 아리조나의 관련 종과 유사하게 지역에 고유 한 뚜렷한 새로운 종이었다. Longino는 따뜻하고 습한 서식지를 좋아하는 개미가 유타의 건조한 기후에서 지하에 살고 있다고 추측했다. 그러나 150 년 이상의 관개와 도입 된 숲은 개미에게 다시 한번 용기를 주었을 것입니다. 이런 이유로 그는 새로운 개미 Strumigenys ananeotes (Stroom-i-jen-knees ana-knee-oat-tees) 를 명명했습니다 . 어 네노 테라는 종의 이름은“새로 등장”을 의미합니다.
새로운 개미 Strumigenys ananeotes Strumigenys ananeotes. 크레딧 : Jack Longino / University of Utah
새롭고 중요한 발견이 집 근처에서 기다리고있을 수 있다고 Longino는 동료 인 Douglas Booher와 함께 Western North American Naturalist에 게재 된 논문에서 글을 보고했습니다. "우리는이 발견이 자연 주의자들이 따뜻한 여름 밤에 전조등과 핸드 렌즈를 착용하고 뒷마당으로 향하도록 장려하기를 희망합니다."
### 참조 :“예기치 않은 예상 : 유타 뒷마당에서 온 새로운 개미”John T. Longino와 Douglas B. Booher, Western North American Naturalist , Vol. 79 : 4 호.
.바이오 엔지니어는 적외선 이미징을 사용하여 MOF 구조 최적화
TOPICS : 생명 공학화학재료 과학금속 유기 프레임 워크일리노이 대학 작성자 : LOIS YOKSOULIAN, UNIVERSITY OF ILLINOIS 2017 년 11 월 13 일 생물 공학자들은 오래된 기술에 새로운 변화를 가져 왔습니다 왼쪽, Ayanjeet Ghosh, Rohit Bhargava 교수, Prabuddha Mukherjee 및 Sanghamitra Deb의 일리노이 대학 생명 공학자들은 업데이트 된 적외선 이미징 기술을 사용하여 세계에서 가장 어려운 에너지, 환경 및 제약 문제. L. Brian Stauffer의 사진
일리노이 대학교 (University of Illinois)의 바이오 엔지니어들은 MOF ( metal organic frameworks)라고 불리는 재료의 종류 를 짧게 특징 짓는 오래된 도구를 새롭게 검토했습니다 . MOF는 가스를 감지, 정화 및 저장하는 데 사용되며 세계에서 가장 까다로운 에너지, 환경 및 제약 문제를 해결하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 물 분자를 공기에서 바로 끌어 올려 가뭄으로부터 구제 할 수도 있습니다. 생명 공학 교수 인 Rohit Bhargava가 이끄는 연구팀은 적외선 화학 이미징을 사용하여 MOF의 구조를 검사하고 최적화하고 있습니다. 약 10 년 이상 동안 IR 이미징은 재료 분석에서 크게 활용되지 않습니다. 연구원들은 분석 속도를 향상시키기 위해 약간의 수정만으로이 어플리케이션에 완벽한 도구라는 것을 발견했습니다. 그들의 발견은 Journal of Physical Chemistry Letters에 실렸다 . MOF는 리간드라고하는 유기 분자에 의해 함께 결합 된 금속 이온으로 가공 된 미세한 다공성 결정입니다. 비록 작지만 엄청난 흡수력을 가지고 있습니다. 일리노이 대학교 (University of Illinois)의 Beckman Institute of Advanced Science and Technology의 박사후 연구원 인 상하 미트라 뎁 (Sanghamitra Deb)은“모공은 의약품 및 가스와 같은 화학 물질을 흡수 할 수있는 작은 스펀지처럼 MOF가 작동하게한다. Beckman Institute의 연구 과학자 인 Prabuddha Mukherjee는“MOF의 정확한 구조와 화학은 기능에 큰 영향을 미칩니다. "그러므로 최선의 사용을 결정하려면 자세한 특성화가 필수적입니다." 연구진은 고전력 전자 현미경 및 분광법과 같은 재료 과학 분석에 사용 된 기존의 방법은 화학적 인사이트와 IR 이미징의 공간 분해능을 결합하지 않으며 평균 화학 측정 만 제공 할 수 있다고 말했다. MOF는 용액에서 결정화되어 형성되며 구조 나 화학을 완전히 제어 할 수있는 방법이 없습니다. Mukherjee는“이러한 통제력 부족으로 인해 결함이 형성 될 여지가 많이 생겼으며, 기존의 특성 분석 방법은 결함이 있지만 특정 위치를 찾아 낼 수는 없다고 말합니다. Beckman Institute의 박사후 연구원 인 Ayanjeet Ghosh는“IR 영상은 우리가 한 번에 화학과 구조를 볼 수있게 해줍니다. "우리는 구조를 수 미크론까지 분해하고 수 미크론 영역에 걸쳐 화학적 조성을 결정하고, 공간의 함수로 스펙트럼이 어떻게, 왜 변화하는지 이해하고, 단일 분석으로 수행 할 수 있습니다." IR 이미징은 또한 작업에있어 고유 한 스케일 범위를 제공한다고 연구원들은 말했다. Deb 박사는“우리는 많은 고출력 전자 현미경 법이 제공하는 것과 같이 원자 규모로 볼 필요가 없다”고 말했다. "그러한 규모에서 MOF로 만든 장치를 스캔하는 데 시간이 오래 걸릴 것입니다. 일반적으로 크기는 약 밀리미터입니다." 마지막으로, 다른 많은 기존 기술은 파괴적입니다. 즉, 한 가지 방법으로 분석 한 후에는 추가 도구를 사용하여 샘플을 검사 할 수 없습니다. "우리는 분광법을 통해 화학의 수차를 발견 할 수 있지만, 샘플이 사라졌기 때문에 다른 방법을 사용하여 결함이 실제로 존재하는 곳을 볼 수있는 기회는 없습니다"라고 Ghosh는 말했습니다. "IR 이미징을 통해 동시에 두 가지를 모두 수행 할 수 있습니다." Mukherjee는“이러한 구식 기술을 사용하지만 새로운 계측을 통해 특정 MOF에 대한 품질과 최상의 적용을 비파괴적인 방식으로 신속하게 결정할 수 있습니다. 그룹은이 기술이 유사한 조건 하에서 만들어진 다른 장치와 함께 사용될뿐만 아니라 재료 과학 영역 밖에서도 사용되도록 계획합니다. 애질런트 사상 리더상 (Agilent Thought Leader Award)이이 연구를 지원했습니다.
간행물 : Ayanjeet Ghosh 외, "적외선 화학 이미징을 이용한 다공성 금속-유기 골격에서의 용 매화 환경 매핑", J. Phys. 화학 Lett., 2017, 8 (21), pp 5325–5330; DOI : 10.1021 / acs.jpclett.7b02104
https://scitechdaily.com/bioengineers-use-infrared-imaging-to-optimize-the-structure-of-mofs/
.빛 감지 카메라는 외계 생명체, 암흑 물질을 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다
에 의해 국립 표준 기술 연구소 단일 광자 또는 빛의 입자를 계산하는 1,024 개의 센서로 구성된 NIST의 고해상도 카메라 현미경 사진. 이 카메라는 미래의 우주 기반 망원경이 다른 행성에서 생명의 화학적 징후를 검색하도록 설계되었습니다. 32x32 센서 어레이는 데이터를 컴파일하는 전자 장치에 연결되는 분홍색 및 금색 전선으로 둘러싸여 있습니다. 크레딧 : V. Verma / NIST 2019 년 11 월 19 일
NIST (National Institute of Standards and Technology)의 연구원들은 단일 광자 또는 빛의 입자를 계산하는 센서로 구성된 고성능 카메라 중 하나를 만들었습니다. 1,000 개 이상의 센서 또는 픽셀을 갖춘 NIST의 카메라는 미래의 우주 기반 망원경이 다른 행성에서 생명의 화학적 징후를 찾는 데 유용 할 수 있으며, 대부분의 장치를 구성하는 것으로 여겨지는 찾기 어려운 "암흑 물질"을 검색하도록 설계된 새로운 장비에 유용 할 수 있습니다. 우주에서 "물건". Optics Express에 설명 된 이 카메라는 초전도 나노 와이어 센서로 구성되어 단일 광자를 감지 할 수 있습니다 . 속도, 효율성 및 색상 감도 범위에서 최고의 광자 카운터 중 하나입니다. 예를 들어 NIST 팀은이 탐지기를 사용하여 아인슈타인의 "먼 거리에서 우스운 행동"을 시연했습니다. 나노 와이어 검출기는 또한 모든 유형의 광자 센서 중에서 가장 낮은 암 카운트 속도를 가지므로 광자보다는 노이즈로 인한 잘못된 신호를 계산하지 않습니다. 이 기능은 암흑 물질 검색 및 공간 기반 천문학에 특히 유용합니다. 그러나 이러한 응용 분야에는 이전에 사용 가능한 것보다 더 많은 픽셀과 물리적 치수를 가진 카메라 가 필요하며, 현재 실용보다 긴 파장으로 적외선 대역의 끝에서 빛을 감지해야합니다. NIST의 카메라는 물리적 크기가 작고 측면에서 1.6 밀리미터 크기의 정사각형이지만 고해상도 이미지를 만들기 위해 1,024 개의 센서 (32 열 x 32 열)로 포장되어 있습니다. 주요 과제는 과열없이 수많은 검출기에서 결과를 수집하고 얻을 수있는 방법을 찾는 것이 었습니다. 연구원들은 NASA (National Aeronautics and Space Administration)의 요구 사항을 충족시키는 단계 인 행과 열의 데이터를 추가하는 64 개의 센서로 구성된 작은 카메라로 이전에 시연 한 "판독"아키텍처를 확장했습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/nistslightse.mp4
NIST 연구원 인 바룬 베르 마 (Varun Verma)는 나노 미터 규모의 와이어로 만들어진 새로운 NIST 카메라가 어떻게 생명체가있을 수있는 태양계 외계의 대기에서 빛을 효율적으로 포착 할 수 있는지 설명합니다. 크레딧 : NIST NIST 전자 공학 엔지니어 인 바룬 베르 마 (Varun Verma)는“이 카메라를 만드는 나의 주된 동기는 NASA의 Origins Space Telescope 프로젝트인데,이 어레이를 사용하여 태양계 외부의 별을 공전하는 행성의 화학 성분을 분석하는 데 관심을두고있다”고 말했다. 지구 대기의 각 화학 원소는 독특한 색상 세트를 흡수 할 것이라고 그는 지적했다. Verma는“이 아이디어는 외계 행성 대기의 가장자리를 통과하는 빛의 흡수 스펙트럼을 부모 별 앞에서 통과 할 때 관찰하는 것이다. "흡수 표시는 대기, 특히 물, 산소 및 이산화탄소와 같이 생명을 유발할 수있는 요소에 대해 알려줍니다.이 요소의 서명은 중 적외선 스펙트럼이며 영역의 단일 광자 계수 검출기 어레이는 아직 스펙트럼의 해당 영역에 존재하지 않기 때문에 NASA로부터 소액의 자금을 받아 문제 해결에 도움이 될 수 있는지를 확인했습니다. " Verma와 동료들은 99.5 %의 센서가 올바르게 작동하여 높은 제작 성공을 거두었습니다. 그러나 원하는 파장에서 검출기 효율이 낮습니다. 효율성 향상은 다음 과제입니다. 연구원들은 또한 아마도 백만 개의 센서로 더 큰 카메라를 만들고자합니다. 다른 응용들도 가능하다. 예를 들어 NIST 카메라는 암흑 물질을 찾는 데 도움이 될 수 있습니다. 전 세계의 연구원들은 소위 약하게 상호 작용하는 거대한 입자 (WIMP)를 찾을 수 없었으며 에너지와 질량이 낮은 암흑 물질을 찾는 것을 고려하고 있습니다. 초전도 나노 와이어 검출기는 희귀 한 저에너지 암흑 물질의 배출량을 계산하고 배경 소음과 구별되는 실제 신호를 약속합니다. 새로운 카메라는 콜로라도 주 볼더에있는 NIST의 미세 가공 시설에서 복잡한 프로세스로 제작되었습니다. 검출기는 칩으로 절단 된 실리콘 웨이퍼 상에 제조된다. 텅스텐과 실리콘의 합금으로 만들어진 나노 와이어는 길이가 약 3.5mm, 폭이 180nm, 두께가 3nm입니다. 배선은 초전도 니오브로 만들어집니다. 카메라 성능 파사 캘리포니아 공대, 캘리포니아 제트 추진 연구소 (JPL)로 측정 하였다. JPL은 우주 광학 통신에 대한 작업으로 인해 필요한 전자 장치를 갖추고 있습니다.
더 탐색 광자를 검출하기위한 새로운 재료로 더 많은 양자 정보 포착 추가 정보 : Emma E. Wollman et al. 초전도 나노 와이어 단일 광자 검출기의 킬로 픽셀 어레이, Optics Express (2019). DOI : 10.1364 / OE.27.035279 저널 정보 : Optics Express 국립 표준 기술 연구소에서 제공
https://phys.org/news/2019-11-light-sensing-camera-extraterrestrial-life-dark.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.Sandia 화학자들, MOF를 사용하여 핵연료에서 방사성 가스 제거
TOPICS : 금속-유기 프레임 워크원자력 연료원자력 발전소인기방사성 가스Sandia National Laboratory 으로 샌디 아 국립 연구소 2012년 1월 24일 폐 핵연료에서 방사성 요오드 제거 Sandia 화학자 Tina Nenoff는 사용 된 핵연료에서 방사성 요오드를 제거하는 데 중점을 둔 연구팀을 이끌고있다. 그들은 휘발성 가스를 포획하고 보유하는 금속-유기 프레임 워크, 핵연료 재 처리 및 기타 응용에 사용될 수있는 발견을 확인했다.
Sandia 화학자들로 구성된 연구팀은 핵연료 재 처리를보다 깨끗하게하고 고수준 폐기물의 양을 줄이는 방법을 연구하고 있습니다. 연료로 연소 될 수없는 방사성 성분에 초점을 두어 목표는 매우 선택적 분리를위한 방법론을 찾는 것입니다. MOF (metal-organic frameworks)를 사용하여 사용 된 핵연료에서 휘발성 방사성 가스를 포획하고 제거 할 수 있습니다. ALBUQUERQUE, NM – Sandia 화학자들에 의한 연구는 깨끗하고 안전한 원자력 에너지를 생산하고 방사성 폐기물을 줄이기위한 전세계 노력에 영향을 미칠 수 있습니다. Sandia 화학자 Tina Nenoff는 사용 된 핵연료에서 방사성 요오드를 제거하는 데 중점을 둔 연구팀을 이끌고있다. 그들은 휘발성 가스를 포획하고 보유하는 금속-유기 프레임 워크, 핵연료 재 처리 및 기타 응용에 사용될 수있는 발견을 확인했다. (Randy Montoya의 사진) 고해상도 이미지를 보려면 축소판을 클릭하십시오. Sandia 연구원들은 사용 된 핵연료에서 휘발성 방사성 가스를 포착하고 제거하기 위해 금속-유기 프레임 워크 (MOF)를 사용했다. Sandia의 표면 및 인터페이스 과학 부서의 화학자 Tina Nenoff는“이것은 요오드 포획에 MOF를 사용하는 첫 번째 시도 중 하나이다. 이 발견은 핵연료 재 처리 또는 원자로 사고 정리에 적용될 수있다. 핵 에너지의 특징은 사용 된 연료가 핵분열 물질을 회수하고 원자력 발전소에 새로운 연료를 제공하기 위해 재 처리 될 수 있다는 것이다. 프랑스, 러시아 및 인도와 같은 국가는 사용 후 핵연료를 재 처리하고 있습니다. 이 과정은 또한 Sandia 연구원들의 주요 관심사 인 고수준 폐기물의 양을 줄입니다. Nenoff는“목표는 폐기물을 적게 흘릴 수있는 선택적인 분리 방법을 찾는 것입니다. 재 처리의 과제 중 하나는 연료로 태울 수없는 방사성 성분을 분리하고 분리하는 것입니다. Sandia 팀은 동위 원소의 반감기가 1600 만 년인 요오드를 폐 연료에서 제거하는 데 집중했다. 연구진은 규칙적인 기공을 가진 결정질 다공성 다공성 광물 인 은이 첨가 된 제올라이트, 높은 표면적 및 높은 기계적, 열적 및 화학적 안정성을 포함한 알려진 물질을 연구했다. 다양한 제올라이트 프레임 워크는 사용 된 핵연료 스트림에서 요오드를 포획 및 제거 할 수 있지만 잘 작동하려면은을 첨가해야합니다. Nenoff는“실버는 요오드를 만들어 요오드화은을 만든다”고 말했다. "제올라이트는은을 기공에 넣은 다음 요오드와 반응하여 요오드화은을 포착한다." 그러나 은은 비싸고 환경적인 문제를 야기하기 때문에 연구팀은 은이없는 물질을 제올라이트처럼 작동하지만 가스 분자에는 더 큰 용량을 가지도록 설계했다. 그들은 제올라이트가 요오드를 흡수하는 이유와 방법을 탐구했으며 ZIF-8이라는 최고의 MOF를 찾기 위해 발견 된 중요한 성분을 사용했습니다. Nenoff는“우리는 작동 방식에 대한 구조적 특성을 조사하여이를 새롭고 개선 된 재료로 변환했습니다. MOF는 결정 성 다공성 물질로 금속 중심이 온화한 자기 조립 화학 합성에 의해 유기 분자에 결합됩니다. 금속과 유기물을 선택하면 매우 구체적인 최종 틀이 생깁니다. 요령은 요오드에 대해 매우 선택적인 MOF를 찾는 것이었다. Sandia 연구진은 모공, 높은 표면적, 안정성 및 화학적 흡수성 인 제올라이트 Mordenite의 최고의 요소를 취하여 분자 스트림에서 하나의 분자 (이 경우 요오드)를 분리 할 수있는 MOF를 확인했습니다. 그런 다음 MOF 및 기공 트랩 요오드 가스를 유리 폐기물에 통합하여 장기 보관할 수 있습니다. 사용 된 핵연료에서 방사성 가스를 제거하기위한 금속-유기 골격 물질 이 금속 유기 골격 또는 MOF 그림은 유기 분자에 결합 된 금속 중심을 보여줍니다. 각 MOF는 금속 및 유기물 선택에 따라 결정된 특정 프레임 워크를 갖습니다. Sandia 화학자들은 공극 크기와 높은 표면적이 방사성 요오드 분자를 폐 핵연료 스트림으로부터 분리하여 포획 할 수있는 MOF를 확인했다.
또한 Sandia 팀은 상용 제품으로 만든 MOF를 내구성있는 펠릿으로 제작했습니다. 주문형 MOF는 날리는 경향이있는 백색 분말입니다. 펠렛은 표면적 손실없이 사용하기에 안정적인 형태를 제공한다고 Nenoff 씨는 말했다. Sandia는 펠릿 기술에 대한 특허를 신청했으며,이 기술은 상업적으로 적용될 수 있습니다. Sandia 연구원들은 Oak Ridge National Laboratory가 이끄는 Off-Gas Sigma 팀의 일원이며 핵연료 재 처리와 관련된 휘발성 가스의 폐기물 형태 포착을 연구합니다. Pacific Northwest, Argonne 및 Idaho 국립 연구소와 같은 다른 팀원들은 크립톤, 삼중 수소 및 탄소와 같은 다른 휘발성 가스를 연구하고 있습니다. 이 프로젝트는 6 년 전에 시작되었고 시그마 팀은 2009 년에 공식화되었습니다.이 프로젝트는 미국 에너지 에너지 원 (US Department of Nuclear Energy)에서 자금을 지원합니다. Sandia의 요오드 및 MOF 연구는 Nenoff가 저술 한 Journal of the American Chemical Society의 저널과 Dorina Sava, Mark Rodriguez, Jeffery Greathouse, Paul Crozier, Terry Garino, David Rademacher, Ben Cipiti, Haiqing Liu, Greg의 최근 두 기사에 실 렸습니다. Halder, Peter Chupas 및 Karena Chapman. Chupas, Halder 및 Chapman은 Argonne 출신입니다. "우리가 한 가장 중요한 것은 핵 폐기물 처리에 새로운 종류의 재료를 도입하는 것이 었습니다"라고이 프로젝트의 박사후 연구원 인 Sava는 말했다. Nenoff는 산업 및 엔지니어링 화학 연구에서 최근에 발표 된 또 다른 논문은 저온 유리 폐기물 형태로 요오드와 MOF를 통합하는 1 단계 공정을 보여 준다고 밝혔다. Nenoff는“우리는 MOF를 사용하여 휘발성 오프 가스 포집을 보유하고 있으며 내구성있는 폐기물 형태를 가지고 있습니다. Nenoff와 동료들은 향상된 휘발성 가스 분리 및 포집을 위해 새롭고 최적화 된 MOF에 대한 연구를 계속하고 있습니다. Argonne의 Chapman은“우리는 MOF가 현재 재료 기술보다 요오드를 몇 배나 더 많이 보유 할 수있는 능력을 가지고 있음을 보여 주었다. 이미지 : 랜디 몬토야; 산 디아 국립 연구소
https://scitechdaily.com/sandia-chemists-use-mofs-to-remove-radioactive-gas-from-nuclear-fuel/
.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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