숨겨진 양자 정보를 추출하는 새로운 양자 강화 현미경
.60 개의 Starlink 위성의 다음 발사를위한 SpaceX 시험 발사 로켓
으로 에이미 톰슨 14 시간 전 우주 비행 2019 년 5 월 23 일, 지구가 눈부신 푸른 색 배경으로, SpaceX의 최초 60 개의 Starlink 위성 궤도, 여전히 스택 구성의 모습. 2019 년 5 월 23 일, 지구가 눈부신 푸른 색 배경으로, SpaceX의 최초 60 개의 Starlink 위성 궤도, 여전히 스택 구성의 모습. (이미지 : © SpaceX)
CAPE CANAVERAL, Fla. — SpaceX는 회사의 다음 Starlink 위성 배치 를 우주로 운반 할 로켓 부스터를 발사했습니다 . 이 회사는 화요일 (11 월 5 일) 플로리다의 케이프 커 내버 럴 공군 기지 (Cape Canaveral Air Force Station)의 스페이스 런치 컴플렉스 40 (Space Launch Complex 40)에서 팔콘 9 로켓을 대상으로 정전기 시험을 실시 했다고 트위터에 밝혔다 . 이 로켓은 월요일 (11 월 11 일) 이전에 60 개의 Starlink 인터넷 위성을 우주로 보낼 것으로 예상되며, 회사에 대한 거의 3 개월의 발사 간격이 끝났습니다. SpaceX Falcon 9가 마지막으로 하늘 에 올랐을 때, 8 월 6 일 이스라엘 AMOS-17 통신 위성 을 운반했습니다 . 이제 회사는 5 월에 시제품 세트가 시작된 후 Starlink 위성의 두 번째 배치를 로프트로 되돌릴 것입니다. 이 회사는 또한 몇 가지 재사용 이정표를 목표로 비행을 사용하고 있습니다.
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다음 주 비행은 SpaceX가 동일한 Falcon 9 1 단계 부스터를 4 번 비행 한 첫 번째 기록입니다. 회사가 B1048.4라고 명명 한이 특정 부스터는 1 년 전에 처음 날아 갔다. 2018 년 7 월 25 일, 이리듐 위성 배치를 궤도에 탑재했습니다. 2018 년 10 월 8 일, 아르헨티나 지구 관측 위성 SAOCOM 1-A를 다듬고 2 월 22 일 Nusantara Satu 인도네시아 통신 위성과 이스라엘 Beresheet 달 착륙선 을 우주로 옮겼 습니다. 또한 다가오는 Starlink 출시 중에 SpaceX는 처음으로 페이로드 페어링을 재사용하려고 시도합니다. 로켓 노즈 콘이라고도하는 페이로드 페어링 은 대기를 통과 할 때 로켓의 내용물을 보호합니다. SpaceX의 철학은 우주 비행 비용을 획기적으로 낮추기 위해서는 완전히 재사용 가능한 로켓이 항상 중요하다는 것입니다. 현재 Falcon 9 출시 비용은 약 6 천 6 백만 달러입니다. SpaceX는 첫 번째 단계 인 로켓의 가장 비싼 부분을 재사용 할 수 있음을 증명했지만 회사는 연료를 유일한 주요 비용으로 만드는 훨씬 더 많은 재사용을 원합니다. 이 임무를 지원하는 페어링은 이전에 Falcon Heavy의 Arabsat-6A 임무에 도착했습니다 .pic.twitter.com / iTgqqtl1pW 2019 년 11 월 5 일 이를 위해 SpaceX는 2 척의 배를 모바일 포수의 장갑으로 바꾸 었으며, 각각 4 개의 무기와 거대한 그물이 지구로 돌아올 때 페어링 반쪽을 잡으려고 시도했습니다. 바닷물은 부식성이 매우 높기 때문에 페어링 반쪽을 대서양에서 튀기는 대신 건조하게 유지하는 것이 재사용에 중요합니다. SpaceX는 Falcon 9 및 Falcon Heavy 로켓에 동일한 페어링을 사용합니다. 각각의 비용은 약 6 백만 달러이므로 페어링을 복구하고 재사용하는 데 상당한 재정적 인센티브가 있습니다. SpaceX 페어링은 두 개의 반쪽으로 구성되며 각 반쪽에는 작은 조타 추진기와 낙하산과 같은 장비가 장착되어 복구 작업을 지원합니다. SpaceX의 첫 번째 성공적인 포획은 6 월 Falcon Heavy 발사 중에 로켓 코 원뿔의 절반이 보트 GO Ms. Tree (이전 명칭 Steven)의 뻗은 팔로 미끄러 져 들어갔습니다. 월요일 SpaceX는 Falcon Heavy가 Arabsat-6A 통신 위성 을 우주로 전달할 수 있도록 지원 한 후 4 월에 대서양에서 회수 된 페어링을 재사용하려고 시도 합니다. SpaceX는 페어링 반이 어떤 종류의 보수 공사를 겪었는지 명시하지 않았습니다. 다음 주 로켓은 인터넷 액세스를 제공하기 위해 설계된 SpaceX의 60 개의 실험용 Starlink 위성 배치입니다. 이 회사는 5 월에 60 개의 첫 번째 그룹 을 시작했으며 최근 제출 된 자료에 따르면, 폭발적인 별자리가 결국 4 만 개가 넘는 위성이 될 것으로 계획하고 있습니다. 초기 Starlink 계획은 12,000 위성의 대 별자리를 요구했습니다. 그러나 SpaceX는 최근 전세계 위성 라디오 주파수 스펙트럼을 관리하는 유엔기구 인 International Telecommunication Union에 30,000 개의 위성을 발사하기 위해 서류를 제출했다 . 엘론 머스크 (Elon Musk) 사장은 SpaceX가 "사소한"광대역 통신을 위해 궤도에 최소 400 개의 Starlink 위성이 필요하고 "중간"통신을 위해 800 개의 위성이 필요하다고 말했다. 지난달 머스크 는 스타 링크 를 통해 처음 트윗 했다. 그리고 6 ~ 8 회 정도 더 발사를하면서 2020 년 중반까지 미국에서 광대역 서비스를 제공 할 수 있다고 밝혔다.
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.예, 'Von Braun'Space 호텔 아이디어는 거칠습니다
하지만 2025 년까지 만들 수 있을까요? 으로 첼시 Gohd 7 시간 전 기술 Von Braun Rotating Space Station은 어떻게 가능합니까? 과학 실험을 지원할뿐만 아니라 관광객을위한 "우주 호텔"기능을하는 선회하는 Von Braun Rotating 우주 정거장의 시각화. 과학 실험을 지원할뿐만 아니라 관광객을위한 "우주 호텔"기능을하는 선회하는 Von Braun Rotating 우주 정거장의 시각화. (이미지 : © The Gateway Foundation)
2025 년 초에 궤도에 오르는 "우주 호텔"로 여행을 계획하고 있습니까? 이 "우주 호텔"을 개발하는 민간 회사 인 Gateway Foundation은 그렇게 생각합니다. 이 조직은 웹 사이트에 설명 된 내용을 "첫 번째 우주 정거장"으로 구축 할 계획입니다. Von Braun Rotating 우주 정거장 인이 우주 정거장은 지구 궤도를 돌며 과학적 연구 뿐만 아니라 고향에서 멀리 떨어진 삶을 경험하려는 관광객들을 수용 할 것 입니다 . 그러나 이러한 구조의 작성 일정은 어려울 것이지만 Gateway Foundation 은 우주 건설 회사 Orbital Assembly의 지원으로 2025 년 초에 우주 정거장을 건설 할 계획 입니다. 관련 : 사진에서 : 미래의 개인 우주 정거장 이 시각화는 Von Braun "우주 호텔"의 디자인을 자세히 보여줍니다.
이 시각화는 Von Braun "우주 호텔"의 디자인을 자세히 보여줍니다. (이미지 크레디트 : 게이트웨이 재단)
이 우주 정거장의 수석 아키텍트 인 Timothy Alatorre에 따르면 게이트웨이 재단의 재무 및 임원 팀원으로도 활동하고있는 Von Braun 역은 우주에서 가장 큰 인간 제작 구조로 설계되었으며 450 명 Alatorre는 거주 공간과 체육관을 포함하여 역 내부를 설계하고 있습니다. 그 이름에서 알 수 있듯이, 방송국의 개념은 부분적으로 Wernher von Braun 의 아이디어에서 영감을 얻었습니다 . 나치 독일과 미국을 위해 먼저 인간 우주 비행 분야에서 개척 한 사람들 에서 영감을 얻었습니다.이 디자인은 회전하는 우주 정거장에 대한 그의 아이디어에서 영감을 얻었습니다. 다른 오래된 아이디어에서 파생되었습니다. "그는 이전의 과학자들과 작가들과 이론가들로부터 많은 아이디어를 물려 받았기 때문에 그것은 원 환형, 도넛 형 우주 정거장에 대한 그의 아이디어는 아니었지만, 그것을 채택한 것입니다. 국제 우주 정거장 프로그램에서 NASA에서 일하는 게리 키트 마허 (Gary Kitmacher)는 Space.com에 말했다. Kitmacher는 또한 우주 정거장, NASA의 셔틀 프로그램, Spacehab 및 Mir의 디자인을 연구했으며 교과서 및 책 " 우주 정거장 : 우주에서의 예술, 과학 및 현실의 실재 (Smithsonian Books) , 또한 "이 우주 정거장 뒤에 숨은 영감은 실제로 지난 50 년 동안 공상 과학 소설을 보고 인류가 어떻게 우주선 문화에 대한 꿈을 꾸 었는지 보는 것에서 비롯된 것"이라고 Alatorre는 Space.com에 말했습니다.
Von Braun 우주 정거장 내부 모습. Von Braun 우주 정거장 내부 모습. (이미지 크레디트 : 게이트웨이 재단)
"나는 그것이 실제로 '스타 트렉 (Star Trek)'과 '스타 워즈 (Star Wars)'로 시작했다고 생각합니다. 그리고 우주에 살고 있고 그들 자신의 상업, 산업, 문화를 가진 많은 사람들의 개념으로, " 그는 덧붙였다. 이 팀은 승객의 편의를 위해 인공 중력을 활용하는 Von Braun의 회전 우주 정거장 개념에서 부분적으로 영감을 얻었습니다. 그러나이 새로운 디자인은 역의 영역에서 인공 중력을 사용하지만, 탑승자가 공간의 무중력을 느낄 수있는 공간이있을 것입니다. 이 역의 궁극적 인 목표는 승객들이 역에서 무중력을 최대한 활용할 수 있도록 레스토랑과 바에서 스포츠에 이르기까지 다양한 편의 시설을 포함시키는 것입니다. 역에는 콘서트가있는 예술품을 포함한 프로그램도 있습니다. Alatorre는 "사람들이 영감을 받고 음악을 쓰고, 그림을 쓰고, 예술에 참여하기 위해 시간이 걸리기를 바란다"고 말했다. 게이트웨이 파운데이션 관계자들은 2025 년까지 스테이션이 완전히 완성되지는 않았지만, 그룹은 그 시점까지 스테이션의 주요 구조와 기본 기능을 개발하는 것을 목표로하고 있습니다. "우리는 2025 년에 운영이 시작될 것으로 예상합니다. 2027 년까지 전체 스테이션이 건설되고 완성 될 것입니다.… 스테이션이 완전히 작동하고 나면, 우리의 목표와 목표는 스테이션이 일반인이 이용할 수 있도록하는 것입니다."Alatorre 말했다. "따라서 가족이나 개인은 합리적으로 비용을 절약하고 우주를 방문하고 그 경험을 할 수있는 충분한 돈을 가질 수 있습니다.… 그것은 도달 할 수있는 무언가 일 것입니다." 그는 "일주일에 한두 번 우리는 새로운 사람들이 생겨날 것이며 며칠이나 몇 주를 보낼 수있을 것"이라고 덧붙였다. 그렇다면…이 모든 것이 어떻게 작동할까요? 가능합니까?
https://www.space.com/gateway-foundation-von-braun-space-station.html?jwsource=cl
우주 정거장을 짓고 있습니까? Alatorre는 Gateway Foundation은 SpaceX와 같은 상업용 항공 우주 회사의 성공이 증가함에 따라 발사 옵션이보다 저렴 해 졌기 때문에 이러한 프로젝트가 가능하다고 생각한다고 말했다 . 그는 회사가 타임 라인이 다소 추진하고있을 가능성을 인정한다고 덧붙였다. "지연은 항공 우주에서 거의 불가피하지만 내부 계획과 기존 기술을 이미 다루고 있다는 사실에 기초하여 새로운 것을 발명하지는 않는다는 것을 완전히 이해하고 있습니다.… "라고 말했다. 회사는 또한 계획이 야심적이라는 것을 인정합니다. Kitmacher는“당신이 할 수 있다고 생각합니다. "궤도를 궤도로 운반 할 수있는 방법이 필요합니다." Kitmacher는 "NASA에서이를 수행하는 방식이 아닐 수도 있지만 상당히 빠른 일정에 따라 하드웨어를 설계하고 구축 할 수 있다고 생각한다"고 덧붙였다. 관련 : 우주 역사 사진 : 월트 디즈니와 베르너 폰 브라운을 광고 그러나 가능할 수도 있지만 팀이 고려해야 할 공간과 관련된 여러 변수가 있습니다. 예를 들어, 지구를 공전하는 우주의 온도는 우주 비행사가 직사광선에 있거나 어두운 곳인지에 따라 극한의 열기에서 극한의 기온까지 다양합니다. Kitmacher는“실제로 우려 할 사항은 서식지를 설계하는 것입니다. 가압 모듈은 그러한 온도 변화를 처리 할 수있는 방식으로 그 안에 있습니다. Kitmacher는 회사의 현재 일정이 가장 현실적이지 않을 수 있다고 덧붙였다. "상업용 비행기와 같은 것을 보면, 일반적으로 대형 상용 비행기는 10 년 동안 개발 중이므로 아마도 더 합리적인 일정 일 것"이라고 그는 말했다. Kitmacher는 긴밀한 일정과 여러 가지 어려운 변수로 게이트웨이 재단이 극복해야 할 주요 장애물은 실제로 비용이라고 말했다. "모든 것을 설계하고 인증하고 궤도에 오르는 데 드는 비용뿐만 아니라 지불하는 승객, 관광객을 위아래로 데려가는 데 드는 비용"이라고 그는 말했다. Von Braun 우주 정거장은 휴가 목적지로 설계되었으며 기내에 인공적인 중력이 특징입니다.
Von Braun 우주 정거장은 휴가 목적지로 설계되었으며 기내에 인공적인 중력이 특징입니다. (이미지 크레디트 : 게이트웨이 재단)
사회적 관심사
이 우주 정거장 건설과 관련된 기술적 과제 외에도 성공을 어렵게 만들 수있는 사회적 문제가 많이 있습니다. 우선, "우주 호텔"이 있다면 시설에 직원이 있어야 한다는 의미 입니다. 그것은 우주에서 오랜 시간을 의미 할 것이며, 연구는 우주 비행과 미세 중력 상태가 인간의 건강에 많은 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여 주었다 . 이것은 또한 우주 정거장이 지구 주위의 궤도에서 실제로 접근 가능한 우주 정거장이되면 더 많은 사람들 (그리고 고도로 훈련 된 우주 비행사 모두)이 오늘날 인간보다 훨씬 더 정기적으로 우주를 비행 할 것임을 의미합니다. 더 넓은 범위의 사람들을위한 증가 된 우주 여행 량과 회사가이 우주 정거장을 지상에서 벗어나게하기 위해 처리해야 할 중요한 법적 빨간 테이프와 관련된 물리적 위험이있을 수 있습니다. 이 "우주 호텔"로 여행 할 수 있습니다. 광고 사진 : 베르너 폰 브라운, 우주 개척자 기억 이 개발 개념에 대한 대중의 인식에 영향을 줄 수있는 또 다른 문제 는 나치당의 일원 인 베르너 폰 브라운과의 연관성입니다. 제 2 차 세계 대전 동안 SS 책임자 . Alatorre는 "우리는 그의 [von Braun]의 영감을 끌고 있었기 때문에 이것을 폰 브라운 스테이션으로 묘사하기 시작했다"고 말했다. 그러나 "이름에 의문을 제기 한 사람들이 있습니다." 많은 사람들이 동의하지 않을 수 있지만, Alatorre는 "Wernher von Braun에 대한 우리의 의견은 꺼리는 것을 꺼려했다"고 덧붙였다.
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.숨겨진 양자 정보를 추출하는 새로운 양자 강화 현미경
주제 : ICFO광학양자 물리학 으로 광자 과학의 ICFO - 연구소 2019년 10월 24일 양자 이미지 증류 전체 이미지 또는 직접 강도 이미지는 카메라에 빛을 축적하여 얻습니다. 이 기술을 통해 연구자들은“죽은 고양이”의 양자 이미지를 분리 한 다음이 이미지를 총 이미지로 빼서“살아있는 고양이”의 고전적인 이미지를 얻을 수 있습니다. 학점 : © University of Glasgow / H. Defienne
현재의 초 고해상도 현미경 또는 마이크로 어레이 레이저 스캐닝 기술은 높은 감도와 매우 우수한 해상도로 인해 알려져 있습니다. 그러나이 장치는 빛에 민감 할 수있는 샘플을 연구하기 위해 높은 전력을 구현하므로 이러한 장치에 의해 조명 될 때 손상되거나 교란됩니다. 양자 광을 사용하는 이미징 기술은 요즘 해상도와 감도 측면에서 기존의 한계를 뛰어 넘을뿐만 아니라 샘플을 손상시키지 않기 때문에 가장 중요하게 여겨지고 있습니다. 이것은 양자 광이 단일 광자에서 방출되고 얽힘 특성을 사용하여 더 낮은 광도 영역에 도달하기 때문에 가능합니다. 현재, 양자 광 및 양자 검출기의 사용이 지난 몇 년간 꾸준한 발전을 겪어 왔음에도 여전히 해결해야 할 몇 가지주의 사항이 있습니다. 양자 검출기는 그 자체가 전형적인 노이즈, 노이즈에 매우 민감하여, 획득 된 이미지에 비해 모든 종류의 양자 이점을 줄이거 나 없앨 수 있습니다. 따라서 1 년 전에 시작된 유럽 프로젝트 Q-MIC는 양자 이미징 기술을 개발 및 구현하여 현재의 능력을 뛰어 넘을 수있는 양자 강화 현미경을 만들기 위해 서로 다른 전문 지식을 가진 국제 연구팀을 모았습니다. 현미경 기술. A의 연구 에서 최근에 출판 된 (2019년 10월 18일) 과학의 발전 , 연구자 휴고 Defienne과에서 다니엘 Faccio 글래스고 대학 과 Q-MIC 프로젝트의 파트너는 그 용도 이미지 증류 추출 양자 정보에 새로운 기술에보고 양자 및 고전 정보를 모두 포함하는 조명 소스. 그들의 실험에서, 연구원들은 두 가지 출처를 사용하여“죽은”고양이와“살아있는”고양이의 최종 이미지를 만들었습니다. 그들은 레이저로 얽힌 양자 소스를 사용하여 얽힌 광자 쌍을 만들었습니다.이 쌍은 수정을 비추고 필터를 통과하여“죽은 고양이”의 적외선 이미지 (800nm) 또는“양자 고양이”를 말합니다. 이와 동시에 그들은 LED가있는 고전적인 소스를 사용하여“살아있는 고양이”의 이미지를 만들었습니다. 그런 다음 광학 설정으로 두 이미지를 겹쳐서 전자 곱셈 전하라고하는 특수 CCD 카메라로 보냈습니다. 결합 장치 (EMCCD). 이 설정을 통해 원칙적으로 두 광원의 스펙트럼, 평균 강도 및 편광이 동일하므로 강도 만 측정하는 것과 구분할 수 없습니다. 그러나 응집성 고전 광원 (LED 조명)에서 나오는 광자는 서로 관련이 없지만, 양자 광원 (광자 쌍)에서 나오는 광자는 위치에서 상관됩니다. 알고리즘을 사용하여 두 광자가 카메라의 인접 픽셀에 도착하는 조건부 이미지를 격리하고 "양자 조명 된"이미지 만 검색하는 위치에서 이러한 광자 상관을 사용할 수있었습니다. 결과적으로, 직접 총 강도 이미지로부터 양자 이미지를 뺀 후에 고전적인 "살아있는 고양이"이미지도 검색되었다. 이 방법의 또 다른 놀라운 문제는 연구원들이 고전 조명이 10 배 더 높더라도 신뢰할 수있는 양자 정보를 추출 할 수 있다는 것입니다. 그들은 고전적인 높은 조명이 이미지의 품질을 떨어 뜨려도 양자 이미지의 형태에 대한 선명한 이미지를 얻을 수 있음을 보여 주었다. 이 기술은 초 고감도 샘플을 관찰하는 것을 목표로하는 양자 이미징 및 양자 강화 현미경의 새로운 경로를 열어줍니다. 또한이 연구의 결과는이 기술이 양자 통신에 가장 중요 할 수 있음을 보여줍니다. 양자 및 고전 광 모두에 의해 운반되는 특정 정보를 혼합 및 추출하는 능력은 암호화 기술 및 인코딩 정보에 사용될 수있다. 특히, 기존 검출기를 사용할 때 신호 내 정보를 숨기거나 암호화하는 데 사용할 수 있습니다. Daniele Faccio 교수는 다음과 같이 말합니다. "이 접근 방식은 이미지의 정보를 인코딩 한 다음 디코딩 할 수있는 방식에 변화를 가져 오므로 현미경에서 은밀한 LIDAR에 이르기까지 다양한 응용 분야를 찾을 수 있기를 바랍니다."
### 참고 자료 : Hugo Defienne, Matthew Reichert, Jason W. Fleischer 및 Daniele Faccio의 "Quantum image distillation"(2019 년 10 월 18 일, Science Advances) . DOI : 10.1126 / sciadv.aax0307
https://scitechdaily.com/new-quantum-enhanced-microscope-extracts-hidden-quantum-information/
.과학자들은 원자 해상도에서 박테리아 주사 바늘의 구조를 공개
TOPICS : 세포질병건강면역 시스템감염Max Planck Institute병원균인기 MAX PLANCK INSTITUTE 작성일 : 2012 년 5 월 21 일 원자 분해능에서 박테리아 주사 바늘의 구조 숙주 세포의 박테리아 감염 : 살모넬라 티피 무리 움 (오렌지) 유형의 병원체는 인간 숙주 세포 (파란색)와의 접촉을 확립한다. Christian Goosmann, Diane Schad, Rashmi Gupta 및 Michael Kolbe
전염병 또는 콜레라를 유발하는 병원체는 소형 주사기를 사용하여 분자 세포를 숙주 세포에 도입하여 감염된 세포의 면역 방어를 불가능하게합니다. 과학자들은 이제이 소형 주사기의 구조를 원자 분해능으로 밝혀 냈으며, 이는이 과정을 막기위한 약물 및 전략의 개발로 이어질 수 있습니다. 전염병, 박테리아 이질 및 콜레라는 공통점이 있습니다.이 위험한 질병은 정교한 주사 장치를 사용하여 숙주를 감염시키는 박테리아에 의해 발생합니다. 바늘과 같은 구조를 통해 분자 세포를 숙주 세포로 방출하여 면역 반응을 피합니다. 괴팅겐의 Max Planck Institute of Biophysical Chemistry의 연구원들은 베를린의 Max Planck Infection Biology Institute와 미국 시애틀에있는 University of Washington의 동료들과 협력하여 원자 분해능에서 그러한 바늘의 구조를 밝혀 냈습니다. 그들의 발견은 약물 조정과 감염 과정을 구체적으로 예방하는 전략 개발에 기여할 수 있습니다. 박테리아 막에서 수백 개의 작은 중공 바늘이 튀어 나와 있습니다. 이것은 전염병이나 콜레라를 유발하는 병원균을 그렇게 위험하게 만드는 위험한 도구입니다. 막에 내장 된 염기와 함께이 소형 주사기는 소위 유형 III 분비 시스템 (병원체가 숙주 세포에 분자 작용제를 도입하는 주입 장치)을 구성합니다. 이 물질들은 필수 대사 과정을 조작하고 감염된 세포의 면역 방어를 방해합니다. 병원체가 이제 방해없이 유기체 내에 퍼질 수 있기 때문에 결과는 치명적입니다. 현재까지 전통적인 항생제는 감염과 싸우기 위해 처방됩니다. 그러나 일부 박테리아 균주가 내성 개발에 성공함에 따라 전 세계 연구자들은보다 구체적인 약물을 발견하려고합니다. 60 ~ 80 나노 미터 (60 ~ 80 백만 분의 1 밀리미터) 길이와 약 8 나노 미터 너비의 바늘의 정확한 구조는 지금까지 알려져 있지 않습니다. X- 선 결정학 또는 전자 현미경과 같은 고전적인 방법은 실패하거나 잘못된 모델 구조를 산출했습니다. 결정화 할 수없고 불용성이 아니라 바늘은 원자 구조를 해독하려는 모든 시도에 저항했습니다. 따라서 Max Planck Institute of Biophysical Chemistry의 Adam Lange와 Stefan Becker는 물리학 자, 생물 학자 및 화학자 팀과 함께 완전히 새로운 접근법을 선택했습니다. 과학자들은 워싱턴 대학의 David Baker, Max Planck Infection Biology Institute의 Michael Kolbe와 협력하여 실험실의 바늘 생산을 고체 NMR 분광법, 전자 현미경 및 컴퓨터 모델링과 결합했습니다.원자 별 원자 ( Atom by atom)를 통해 옹스트롬 범위에서 처음으로 분자 구조를 시각화했습니다. 이것은 여러 분야에서 진행되었습니다. Adam Lange은“우리는 고체 NMR 분광법뿐만 아니라 시료 생산과 관련하여 큰 진전을 이루었습니다. "마지막으로, 우리 연구소의 Christian Griesinger NMR 기반 구조 생물학 부서에서 현재 가장 강력한 고체 NMR 분광기 중 하나를 사용할 수있었습니다." 지구의 힘만큼 강력합니다 주사기부터 Shigella flexneri Shigella flexneri에서 분리 된 주사기. 수용성 바늘 단백질을 첨가하면 일부 바늘이 자발적으로 신장됩니다. 막대는 100 나노 미터에 해당합니다 (1 나노 미터는 백만 밀리미터에 해당).
생물 물리 화학 MPI, Christian Goosmann, Michael Kolbe Lange는“바늘이 어떻게 구성되어 있는지 놀랐습니다. 예상대로, 식중독, 박테리아 이질 또는 전염병과 같은 다양한 질병을 유발하는 병원체의 바늘은 현저한 유사성을 보여줍니다. 그러나 일반적인 가정과 달리, 바늘의 내부 부분에서 유사성이 발견되는 반면 표면은 놀랍도록 가변적입니다. 과학자에 따르면,이 변동성은 박테리아가 숙주에 의한 면역 인식을 회피하는 전략 일 수있다. 바늘 표면의 변화는 숙주의 면역계가 병원체를 인식하는 것을 어렵게한다. 과학자 Lange, Kolbe, Becker 및 그들의 Max Planck 동료 Christian Griesinger와 Arturo Zychlinsky는 몇 년 동안 박테리아 주사 장치에 중점을 두었습니다. 그들은 연방 재료 연구 및 시험 연구소와 함께 2010 년에 박테리아가 어떻게 소형 주사기를 조립하는지 보여주었습니다. 원자 구조에 대한 구조의 발견은 연구자들이 이들 병원체가 숙주 세포를 어떻게 능가하는지에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수있을뿐만 아니라 주사기 조립 및 맞춤형 분자를 사용하여 박테리아 인자의 전달을 차단할 수있는 전망을 제공합니다. 항 감염 제라고하는 이러한 물질은 감염 과정에서 기존 항생제보다 더 구체적이고 훨씬 빨리 작용할 수 있습니다. “새로운 기술 덕분에 실험실에서 대량의 바늘을 생산할 수 있습니다. 우리의 목표는 이제 높은 처리량 방법을 개발하는 것입니다. 이를 통해 바늘 형성을 막는 새로운 약제를 찾을 수 있습니다.”라고 Stefan Becker는 설명합니다. 이미지 : Christian Goosmann, Diane Schad, Rashmi Gupta 및 Michael Kolbe; 생물 물리 화학 MPI, Christian Goosmann, Michael Kolbe
.나노 confined 반응의 화학자들의 놀라운 발견은 촉매 디자인을 도울 수 있습니다
하여 조지아 주립 대학 크레딧 : Georgia State University, 2019 년 11 월 6 일
조지아 주립대 화학 연구원들은 미세한 규모로 촉매 반응의 신비 중 하나를 열어보다 효율적인 산업 공정 설계를 가능하게했습니다. 식품의 소화에서 차량의 연소 엔진에 이르기까지 모든 화학 반응 을 가속화하는 촉매 는 원료를 석유, 플라스틱, 종이, 제약 및 양조를 포함한 산업에서 유용한 제품으로 전환하는 데 필수적입니다. 반응이 발생하는 방식을 이해하면 과학자들이 에너지를 절약하고 환경 적으로 지속 가능한 촉매를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 연구진 은 실리카 구의 껍질에있는 작은 구멍을 통해 단일 분자 가 흐릿 해지면서 단일 분자 를 추적 하고 코어의 촉매 센터에서 화학 반응 역학을 모니터링하여 나노 규모로 한정하는 방법에 대한 최초의 정량적 측정을 생성 하는 새로운 이미징 전략을 수립했습니다. 촉매 반응 속도를 높입니다. 이 놀라운 "nanoconfinement effect"를 이해하면 에너지를 절약 할 수있는보다 효율적인 산업용 촉매의 정밀한 설계를 안내 할 수 있습니다. "특정 제품을 만들고 싶을 때 다른 것을 만들 수있는 다양한 다공성 재료를 선택할 수 있습니다. 어떤 재료가 최고의 전환율과 최고 속도를 제공합니까?" 네이처 커뮤니케이션즈 (Nature Communications) 의 연구 결과를 발표 한 조지아 주 화학 부교수 닝팡 (Ning Fang)은 말했다 . "이제 우리는 특정 촉매 사용의 결과를 더 잘 예측하기 위해 시뮬레이션에 추가한다는 실험적 증거에 근거한 이론을 가지고 있습니다." 촉매 반응에 대한 연구는 이전에 이론 및 전산 모델로 제한되었습니다. 조지아 주 박사 후 연구원 인 Bin Dong이 설계하고 Nature Catalysis에 발표 한 단일 분자 이미징 시스템을 통해 연구원들은 Iowa State University의 공동 연구자들이 만든 작은 다층 다공성 구체에서 발생하는 반응을 처음으로보고 측정 할 수 있습니다. 황 원유 교수와 박사후 연구원 인 Yuchen Pei가 이끈. 반응물 분자는 머리카락의 폭보다 약 100 배 작은 개구부 인 나노 포어를 통해 맞도록 특정 방향으로 배향해야합니다. 나노 포어는 직경이 반응물 분자의 크기와 비슷하며, 팁이 활성 코어에 도달하면 접촉시 반응의 첫 번째 단계를 즉시 시작합니다. 그러나, 생성 된 중간 생성물은 반응이 3 단계를 거쳐 최종 생성물 분자를 형성함에 따라 나노 포어에 의해 포획된다. 기존의 이론과 달리,이 "나노 포러스 장벽"은 Fang의 실험 에너지 측정에 기초하여 반응 속도를 늦추지 않고 반응 속도를 높입니다. 다공성 쉘의 존재에 의해 분자 운동이 제한되지만,이 과정은 실제로 제한에 의해 확대된다고 연구는 밝혔다. "본능적으로, 촉매 중심이 나노 다공성 쉘에 의해 반응물 분자로부터 차폐 될 때 감소하는 활성을 기대할 것"이라고 Fang은 말했다. "그러나 우리의 실험적 증거 는 다른 이야기를 말해줍니다. 더욱 놀랍게도, 나노 다공성 쉘에서 억제 된 분자 수송에 의해 나노 협착의 이점이 극복 될 때까지 더 길고 좁은 나노 기공 구조를 갖는 촉매에 대한 촉매 활성이 더욱 향상됩니다." 이 발견은 새로운 촉매의 엔지니어링에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 예를 들어 매년 5 억 배럴 이상의 휘발유를 사용하여 에탄과 프로판을 플라스틱, 세제 및 기타 제품을 만드는 데 사용되는 알켄으로 변환합니다. 보다 효율적인 촉매를 대규모로 적용하면 공정에서 많은 에너지를 절약 할 수 있습니다.
더 탐색 화학자들은 '나노 웰 (nanowell)'아래로 분자를 따라 가며, 나노 confinement에서 촉매 반응을 추적 추가 정보 : Bin Dong et al. 단일 분자 이미징, Nature Communications (2019)에 의한 분자 배향 및 반응 중간체에 대한 나노 confinment 효과의 해독 . DOI : 10.1038 / s41467-019-12799-x Bin Dong et al. 단일 분자 이미징, Nature Communications (2019)에 의한 분자 배향 및 반응 중간체에 대한 나노 confinment 효과의 해독 . DOI : 10.1038 / s41467-019-12799-x 저널 정보 : 자연 커뮤니케이션 , 자연 촉매 에 의해 제공 조지아 주립 대학
https://phys.org/news/2019-11-chemists-discovery-nanoconfined-reactions-aid.html
.면역 세포에서 노화되는 미세 중력
주제 : Ames Research Center면역 세포케네디 우주 센터NASA 2014 년 4 월 21 일 인간 -T 림프구 (T 세포) 건강한 공여자의 면역계로부터의 인간 T 림프구 (T 세포라고도 함)의 주사 전자 현미경 사진. (이미지 제공 : NIAID)
T 세포 행동의 변화는 우주에서 빠르게 발생하여 연구자들은 노화 관련 면역 억제와 관련된 유전자 및 분자 변화를보다 효과적으로 연구 할 수 있습니다. 누군가에게 "나이를 행동하라고"말하는 것은 더 나은 행동을 요구하는 또 다른 방법입니다. 그러나 나이가 항상 향상되는 것은 아닙니다. 면역계의 특정 세포는 나이가 들수록 오작동하는 경향이있어 노인은 질병에 더 취약합니다. 이 세포들은 우주 비행 동안 유사하게 오작동하는 것으로 알려져 있기 때문에, 연구원들은 면역 세포가 노화함에 따라 면역 체계가 어떻게 변하는 지 더 잘 이해하기 위해 면역 세포에 미치는 미세 중력의 영향을 연구하고 있습니다. 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 일부인 NASA와 국립 노화 연구소 (National Institute on Aging)는 국제 우주 정거장에서 모든 인류의 의료 및 삶의 질을 향상시킬 수있는 연구를 지원하기 위해 팀을 구성했다. 노화시 T- 세포 활성화는 국제 우주 정거장 국립 보건원 (National Institutes of Health) 이니셔티브에 대한 생물 의학 연구가 자금을 지원하는 최초의 연구입니다. 상태가 수십 년에 걸쳐 발전하고 노인은 종종 연구를 복잡하게 할 수있는 질병을 가지고 있기 때문에 노화 관련 면역 억제와 관련된 유전자 및 분자 변화를 연구하는 것은 어렵습니다. 그러나, T 세포 행동을 포함한 면역계의 변화는 우주에서 빠르게 발생합니다.
실험실 과학 팀 플로리다에있는 NASA의 케네디 우주 센터 실험실에있는 과학 팀이 발사 준비를하고있다. 왼쪽부터 : Tara Candelario, Miya Yoshida, Emily Martinez 및 수석 수사관 Millie Hughes-Fulford. (이미지 제공 : NASA / Cory Huston) “
이 연구의 목표 중 하나는 노인 인구에서 흔히 볼 수있는 면역 억제의 분자 메커니즘을 조사하기 위해 노화의 새로운 모델 시스템으로 미세 중력을 사용하는 것입니다. 캘리포니아 대학교, 샌프란시스코, 북부 캘리포니아 연구 교육 연구소 및 샌프란시스코 재향 군인 의료 센터의 연구원. "궁극적으로 이것은 면역계 기능 장애에 대한 새로운 치료 전략으로 이어질 수 있습니다." “T- 세포 기능의 감소에 기여하는 분자 메커니즘을 연구하는이 실험의 독특한 접근법은 면역 기능에 대한 무중력의 영향에 대한 이해를 높이고 노인들에게 영향을 미치는 주요 문제인 면역 억제에 대한 통찰력을 제공합니다. ”국립 고령화 연구소 노인 연구소의 Felipe Sierra Ph.D.는 말했다. "행복하게도, 이것은 우주 여행을하는 사람들뿐만 아니라 노인을 포함한 면역 체계가 손상된 사람들을위한 감염을 예방하기위한 새로운 개입으로 이어질 것입니다." 우리의 면역 체계는 질병으로부터 우리를 보호하는 신체를위한 정교한 방어 네트워크입니다. 면역 세포는 지속적으로 우리의 혈류를 순찰하면서 분자 언어로 만나는 다른 세포들에게“친구 나 적입니까?”라고 묻습니다.이 세포들이 적을 탐지하면 T 세포로 알려진 특수 면역 세포에 그 지능을 전달합니다. 휴즈 풀 포드는“면역계가 군대와 같다면 T- 세포가 장군이다. 적과의 만남에 대한 뉴스가 T- 세포에보고되면, 그들은 면역 세포 군대를 감염시켜 감염을 퇴치하라는 명령을 활성화하고 발행합니다. 그러나 T- 셀이 오작동하여 군대를 불러 내지 못하면 병에 걸리게됩니다. 면역 체계 기능의 감소는 노인과 우주 비행사에게 일반적인 문제입니다. 놀랍게도, 노인의 면역계의 몇 가지 주요 변화는 우주 비행사에서 돌아 오는 우주 비행사에서 발견 된 것과 동일합니다. 손상된 T- 세포 활성화 및 신속한 세포 생산이 이러한 변화 중 하나입니다. 우주 비행 유발 및 노화 관련 면역 억제가 이러한 주요 특성을 공유하기 때문에 연구자들은이 연구의 결과가 일반 인구와 관련이있을 것으로 기대합니다. 휴즈-풀 포드 (Hughes-Fulford)의 연구는 미세 중력에 대한 노출이 어떻게 면역 세포의 노화를 모방하고 면역계 기능 장애의 기초가되는 생화학 적 메카니즘을 밝혀내는 방법을 찾고있다. 이 지식은 면역 억제뿐만 아니라 면역 체계가 행동하지 않고 과잉 반응하여 오작동하는 염증성 질환에 대한 치료법을 개발하는 데 적용될 수 있습니다. 휴즈-풀 포드 (Hughes-Fulford)의 가장 최근 우주 비행 연구 인 류킨 -2 (Lukin-2)는 우주 비행의 어떤 측면이 면역 체계를 방해하는지 파악하기 위해 고안되었다. 선행 연구에 따르면 T- 세포 활성화가 공간에서 심각하게 손상되는 것으로 나타났습니다. Leukin-2는 우주 정거장의 원심 분리기에서 인공 중력 제어 샘플과 미세 중력의 T- 세포 활성화를 비교 한 최초의 연구입니다. Hughes-Fulford는“Leukin-2 연구 결과는 중력이 유전자 발현과 T 세포의 초기 활성화에 영향을 미친다는 것을 처음으로 입증했다.
쿠비 크 인큐베이터 노화 조사에서 T- 세포 활성화는 국제 우주 정거장에서 Kubik 인큐베이터를 사용할 것입니다. 이 이미지는 PKinase라는 이전 연구의 유사한 샘플 단위를 보여줍니다. (이미지 제공 : NASA / Millie Hughes-Fulford)
지구상에서 과학자들은 실험실에서 질병을 시뮬레이션하기 위해 많은 노력을 기울여 연구하고 질병을 예방하거나 치료할 수있는 방법을 개발할 수 있습니다. Leukin-2 연구에서 우주 정거장으로 비교적 짧은 여행을 한 후, 건강한 기증자로부터 수정되지 않은 T 세포는 노인 면역 억제 개인의 T 세포를 모방했습니다. 다시 말해서 Hughes-Fulford는 미세 중력에 노출되면 노화를 시뮬레이션 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 노화에서의 T- 세포 활성화는 T- 세포 활성화의 생화학 적 메카니즘에 대한 새로운 정보를 제공함으로써 Leukin-2 연구로부터 얻은 통찰에 기초한다. Hughes-Fulford의 과학 팀은 4 월 18 일 에이징의 T-Cell Activation을 준비하기 위해 플로리다의 NASA 케네디 우주 센터에서 건강한 공여자의 인간 T 세포 샘플을 특수 실험 용기에 넣었습니다. SpaceX의 드래곤 우주선의 재 보급 임무. 우주 정거장 승무원은 샘플을 유럽 우주국 (ESA) 콜럼버스 실험실의 Kubik 인큐베이터 시설에 배치했습니다.
노화 연구에서 T- 세포 활성화를위한 도구 노화 연구에서 T- 세포 활성화 중 특정 시간에, 국제 우주 정거장 승무원은 수동식 도구를 사용하여 여기에 표시된 것과 같은 실험 장치에 활성화 및 고정 재료를 추가합니다. (이미지 제공 : Millie Hughes-Fulford)
연구 동안 일부 샘플은 원심 분리기에 배치되어 인공 중력을 생성 할 수 있으며 미세 중력 샘플의 제어 역할을합니다. T- 세포에 대한 감염 소식을 알리기 위해 실험 용기에 활성화 제가 첨가 될 것이다. 결과적으로, 세포가 더 이상 변하는 것을 방지하는 고정 제는 비행 후 분석을 위해 샘플을 안정화시킬 것이다. 샘플은 드래곤 탑승 후 지구로 돌아오고 발사 후 약 30 일 후에 Hughes-Fulford의 과학 팀에 전달됩니다. 국립 노화 연구소 (National Institute on Aging)는 노화시 T- 세포 활성화를위한 후원 기관입니다. 캘리포니아 Moffett Field에있는 NASA의 Ames Research Center는 과학 팀 지원을 제공하는 통합 파트너입니다. ESA는 페이로드 개발자이며 임무에 대한 조사 하드웨어, 페이로드 통합 및 운영 지원을 제공하고 있습니다. 샘플이 지구로 돌아 오면 과학 팀은 유전자 발현 및 단백질 합성의 변화에 대해 공간이 흐르고 지상 제어 샘플을 분석합니다. 또한 세포 행동에 영향을 미치지 만 단백질을 암호화하지는 않는 작은 RNA 분자 인 microRNA로 알려진 분자 유형에 대한 샘플을 검사합니다. Leukin 연구 동안, 연구자들은 적어도 한 가지 유형의 microRNA에서 중력에 의한 변화를 보았습니다. 노화 조사에서 T- 세포 활성화를 통해 팀은 이러한 결과를 추적 할 수 있습니다. 지구에서 또는 우주에서 면역계 기능에서 마이크로 RNA의 역할은 현재 알려져 있지 않다. MicroRNA는 유전자를 조절하는 것으로 알려진 의약품 개발을위한 유망한 후보입니다. Hughes-Fulford는“우리의 연구 목표 중 하나는 microRNA와 관련된 면역 시스템의 조절을위한 새로운 경로를 찾고 테스트하는 것입니다. “올바른 표적을 찾아 내면 면역 억제 된 환자에 대한 면역 반응을 높이거나자가 면역 또는 염증성 질환을 완화하기위한 반응을 낮추는 약물을 개발할 수 있습니다. 스위치는 양방향으로 진행됩니다.” 연구원들은이 우주 비행 연구 결과를 노인들의 T 세포에 대한 향후 지상 연구에 적용 할 것입니다. 미세 중력 연구는 나이가 들어감에 따라 자연적으로 일어나는 생물학적 과정을 연구하는 데 도움이 될 수 있습니다. 우리 모두는 노화가 진행되면서 면역 방어 시스템이 최상의 상태로 유지되도록하는 새로운 전략의 혜택을 누리게됩니다. 우리는 시간의 흐름을 막을 수는 없지만, 이와 같은 연구를 통해 발전한 결과, 지구상의 건강한 삶을 위해 시간을 연장 할 수있는 희망이 있습니다. Gianine M. Figliozzi Space Biosciences Division NASA의 에임스 연구 센터
https://scitechdaily.com/microgravity-mimics-aging-immune-cells/
.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
.거미와 개미는 가라 앉지 않는 금속에 영감을줍니다
에 의해 로체스터 대학 Chunlei Guo 교수의 실험실에서 금속 표면에 에칭 된 레이저가 물 표면의 상단으로 뜹니다. 크레딧 : University of Rochester 사진 / J. Adam Fenster, 2019 년 11 월 6 일
로체스터 대학 (University of Rochester)의 연구진은 다이빙 벨 스파이더와 뗏목의 개미 뗏목에서 영감을 받아 발수성이 강한 금속 구조물을 만들었습니다. 물에 얼마나 자주 힘을가하는지 또는 손상되거나 구멍을 뚫었는지에 관계없이 침몰을 거부합니다. 이로 인해 침몰 할 수없는 선박이 될 수 있습니까? 구멍을 뚫은 후에도 여전히 떠 다니는 웨어러블 부양 장치? 바다에서 장기간 생존 할 수있는 전자 모니터링 장치? 광학 및 물리학 교수 인 Chunlei Guo는 위의 모든 것들이 실험실 에서 ACS 응용 재료 및 인터페이스 의 구조 를 설명한다고 말합니다 . 이 구조는 실험실에서 펨토초의 레이저 버스트를 사용하여 공기를 포획하고 표면을 초 소수성 또는 발수성으로 만드는 복잡한 마이크로 및 나노 스케일 패턴으로 금속 표면을 "에칭"하기 위해 개발 한 획기적인 기술을 사용 합니다. 그러나 연구원들은 오랫동안 물에 담그면 표면이 소수성을 잃기 시작할 수 있음을 발견했습니다. 아래 또는 표면에 오랜 기간 살아남을 수있는 거미와 불개미, 입력 물 . 어떻게? 밀폐 된 공간에 공기를 가두는 것. 예를 들어, Argyroneta 수생 거미는 수중 돔 모양의 웹 (소위 다이빙 벨)을 만들어 초 소수성 다리와 복부 사이의 표면에서 운반되는 공기로 채 웁니다. 유사하게, 불개미는 초 소수성 몸체 사이에 공기를 가두어 뗏목을 형성 할 수 있습니다.
https://youtu.be/yjV76JgUF8w
"이것은 매우 흥미로운 영감이었습니다."라고 Guo는 말합니다. 연구자들은이 논문에서 지적한 바와 같이 "핵심 통찰력은 다각적 인 초 소수성 (SH) 표면이 큰 공기량을 가두어 SH 표면을 사용하여 부력 장치를 만들 수 있다는 점을 지적하고있다." Guo의 실험실은 두 개의 평행 한 알루미늄 판의 처리 된 표면이 바깥 쪽이 아닌 안쪽을 향하도록하여 외부 마모와 마모가없는 구조를 만들었습니다. 표면은 적절한 간격으로 분리되어 구조를 본질적으로 부유 상태로 유지하기 위해 충분한 공기를 가두어 잡아서 방수 구획을 만듭니다.
초 소수성 구조는 6 개의 3mm 직경 구멍과 1 개의 6mm 구멍으로 천공 된 상당한 구조적 손상 후에도 부유 상태를 유지합니다. 크레딧 : J. Adam Fenster / University of Rochester
Guo는 2 개월 동안 강제로 침수 된 후에도 구조물이 즉시 표면으로 튀어 오릅니다. 공기는 격실의 나머지 부분이나 인접한 구조물에 갇혀 있기 때문에 구조는 여러 번 뚫린 후에도이 기능을 유지합니다. 팀은이 프로젝트에 알루미늄을 사용했지만 "에칭 공정은 문자 그대로 모든 금속 또는 기타 재료에 사용될 수있다"고 Guo는 말한다. Guo lab이 처음으로 에칭 기술을 시연했을 때 1 인치 x 1 인치 표면적을 패턴 화하는 데 1 시간이 걸렸습니다. 이제 레이저를 강력하고 빠른 스캔보다 7 배나 빠른 레이저를 사용하여 실험실의 속도를 높이고 상용 응용 프로그램에 맞게 확장 할 수있게되었습니다.
더 탐색 Porcupinefish는 견고한 초 소수성 소재를 고무합니다 추가 정보 : Zhibing Zhan et al. 수생 응용, ACS 응용 재료 및 인터페이스 (2019)를 위한 고가 동성 초 소수성 금속 어셈블리 . DOI : 10.1021 / 아사미 .9b15540 저널 정보 : ACS 응용 재료 및 인터페이스 로체스터 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-11-spiders-ants-metal-wont.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
https://youtu.be/omAM06SkJkk
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