간단한 개조로 전자 현미경을 고속 원자 스케일 카메라로 변환
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.연구자들은 양자 재료의 지저분한 행동을 책임지는 결함에 대해 빛을 비춘다
스탠포드 대학교 테일러 쿠보타 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 24 일
양자 기술에 기반한 미래에, 비행기와 우주선은 빛의 운동량에 의해 연료를 공급받을 수 있습니다. 퀀텀 컴퓨터는 기존 프로세서보다 속도와 에너지 효율성이 더 높은 화학에 이르는 복잡한 문제를 극복 할 수 있습니다. 그러나이 미래가 다가 오기 전에 밝고 주문형이며 예측 가능한 양자 광원이 필요합니다. 이를 위해, 스탠포드 대학의 팀 재료 과학자 하버드 대학 기술 시드니 대학의 연구소와 공동으로, 물리학 자와 엔지니어,,, A와 밝은 빛을 방출 할 수있는 재료 육각형 질화 붕소를 조사 된 단일 광자 -a를 한 번에 양자 단위의 빛. 또한 실온에서이를 수행 할 수있어 다른 양자 소스에 비해 사용하기가 더 쉽습니다. 불행하게도, 육방 정계 질화 붕소는 현저한 단점이있다 : 그것은 상이한 색조의 무지개에서 빛을 방출한다. 스탠포드 소재 재료 공학과 부교수 인 제니퍼 디온 (Jennifer Dionne)의 연구 책임자이자 대학원생 인 패 리아 헤이 (Paryah Hayee)는“이러한 방출은 아름답지만 현재는 색을 조절할 수 없다”고 말했다 . "우리는 방출에 대한 통제력을 얻는 궁극적 인 목표로 다색 방출의 근원을 알고 싶었습니다." 미세한 방법의 조합을 사용함으로써 과학자들은 물질의 다채로운 방출을 특정 원자 결함으로 추적 할 수있었습니다. 하버드 대학교 (Harvard University)의 전산 재료 과학 조교수 인 프리 네하 나랑 (Prineha Narang)이 이끄는 그룹은 또한 빛, 전자 및 열이 재료에서 어떻게 상호 작용하는지 설명함으로써 결함의 색을 예측하는 새로운 이론을 개발했습니다. 하버드 대학의 NarangLab 대학원생이자 논문의 공동 저자 인 크리스토퍼 시카 리노 (Christopher Ciccarino)는“이러한 결함이 환경과 어떻게 관련이 있는지, 그리고 그것이 지문을 식별하고 통제하기 위해 지문으로 사용될 수 있는지 알아야했다. 연구진은 Nature Materials 지 3 월 24 일자에 발표 된 논문에서 기술과 결함의 다른 범주를 설명합니다 . 멀티 스케일 현미경 양자 방출을 일으키는 결함을 식별하는 것은 핸드폰없이 혼잡 한 도시에서 친구를 찾는 것과 비슷합니다. 그들이 있다는 것을 알고 있지만 정확한 위치를 찾으려면 도시 전체를 스캔해야합니다. Dionne 연구소가 개발 한 독창적 인 변형 전자 현미경의 기능을 확장함으로써, 과학자들은 육각형 질화 붕소의 국소 적 원자 규모 구조를 독특한 색 방출과 일치시킬 수있었습니다. 수백 번의 실험 과정에서 그들은 전자와 가시 광선으로 물질에 충격을 가해 발광 패턴을 기록했다. 그들은 육방 정계 질화 붕소에서 원자의주기적인 배열이 방출 색에 어떻게 영향을 미치는지 연구했다. Hayee 교수는“매우 어려운 양자 시스템 인 것처럼 보이는 결과를 알아내는 것이 문제였다. 한 번의 측정만으로 전체 그림을 알 수는 없다”고 말했다. "하지만이 이론과 결합하여 데이터는 매우 풍부하고이 물질에서 양자 결함의 명확한 분류를 제공합니다." 육각형 질화 붕소 의 결함 방출 유형에 대한 구체적인 연구 결과 외에도 ,이 양자 스펙트럼을 수집하고 분류하기 위해 개발 한 프로세스는 자체적으로 다양한 양자 물질에 대해 변형 될 수 있습니다. 열역학적 한계 에너지 프론티어 리서치 센터의 포토닉스 책임자 인 디온 (Dionne)은“재료는 거의 원자 규모의 정밀도로 만들 수 있지만, 다른 원자 배열이 광전자 특성에 어떤 영향을 미치는지 아직 완전히 이해하지 못하고있다”고 말했다. PTL-EFRC). "우리 팀의 접근 방식은 원자 수준에서 빛을 방출하며 흥미로운 양자 광학 기술을 제공합니다." 훈련의 중첩 현재 어떤 결함이 특정 색상의 양자 방출을 일으키는 지 이해하는 데 중점을두고 있지만, 궁극적 인 목표는 특성을 제어하는 것입니다. 예를 들어, 팀은 양자 양자의 전략적 배치와 미래 양자 컴퓨터의 방출을 켜고 끄는 것을 계획합니다. 이 분야의 연구에는 학제 간 접근이 필요합니다. 이 연구는 재료 과학자, 물리학 자 및 전기 기술자, 실험가 및 이론가, 스탠포드의 응용 물리학 교수 인 Tony Heinz, SLAC National Accelerator Laboratory의 광자 과학 교수 및 Jenson Huang 교수, 글로벌 리더쉽의 Jensen Huang 교수 등을 포함했습니다. 공학부. Dionne은“우리는 색상, 강도 및 위치와 같은 제어 가능한 특성을 가진 양자 소스를 생성하기위한 토대를 마련 할 수있었습니다. "여러 가지 각도에서이 문제를 연구 할 수있는 능력은 학제 간 접근의 장점을 보여줍니다."
더 탐색 2 차원 물질 육방 정계 질화 붕소에서 원자와 같은 불순물의 스핀 제어 능력 입증 추가 정보 : Fariah Hayee et al., 관련 광학 및 전자 현미경, Nature Materials (2020)를 사용 하여 6 각형 질화 붕소의 여러 종류의 안정된 양자 이미 터 공개 . DOI : 10.1038 / s41563-020-0616-9 저널 정보 : Nature Materials Stanford University 제공
https://phys.org/news/2020-02-defects-responsible-messy-behavior-quantum.html
.NGC 6205에서 발견 된 새로운 이진 밀리 초 펄서
Tomasz Nowakowski, Phys.org GC M13에서 6 개의 펄서 위치는 빨간색 원으로 표시되어 있습니다. 크레딧 : Wang et al., 2020.2020 년 2 월 24 일 웹 로그
천문학 자들은 5 백 미터 조리개 구형 전파 망원경 (FAST)을 사용하여 구상 클러스터 NGC 6205에서 새로운 이진 밀리 초 펄서 (MSP)를 감지했습니다. 새로 발견 된 펄서는 PSR J1641 + 3627F라는 명칭을 받았습니다. 이 발견은 arXiv 사전 인쇄 저장소에 게시 된 2 월 14 일 논문에보고됩니다. 펄서는 자화되어 회전하는 중성자 별 이며 전자기 방사선을 방출합니다. 30 밀리 초 미만의 회전주기를 갖는 가장 빠르게 회전하는 펄서는 밀리 초 펄서 (MSP) 로 알려져 있습니다. 천문학 자들은 MSP 가 초기에 더 큰 구성 요소가 중성자 별으로 변할 때 이진 시스템 에서 형성 되며, 이차성으로부터 물질이 증가하여 회전하는 중성자 별으로 변 한다고 믿고있다 . 알려진 MSP의 절반 이상이 훌륭한 동반자가있는 것으로 밝혀지면서 지금까지 수행 된 관찰은이 이론을지지하는 것으로 보인다. 현재 중국의 FAST의 CAS (Chinese Academy of Sciences) Key Laboratory의 Lin Wang이 이끄는 천문학 자 팀은 밝은 구상 성단 NGC 6205 (M13이라고도 함) 에서 새로운 MSP의 검출을보고했습니다. 헤라클레스 별자리에서 23,150 광년 떨어져 있습니다. 이 클러스터에서 다른 펄서를 모니터링하는 NGC 6205의 FAST 관측의 일부로 발견되었습니다. 천문학 자들은이 논문에서 이진 펄서 PSR J1641 + 3627F (M13F)의 발견과 GC M13에서 알려진 모든 펄서의 타이밍 솔루션을 발견했다. 이 연구에 따르면, PSR J1641 + 3627F의 스핀주기는 약 3.0 밀리 초이며 궤도주기는 1.38 일입니다. 이는 NGC 6205에서 발견 된 6 개의 펄서 중 두 번째로 짧은 스핀 기간과 가장 긴 궤도 기간 을 가짐을 의미합니다 (다른 5 개는 PSR J1641 + 3627A ~ E로 지정됨). FAST 관찰 결과 PSR J1641 + 3627F는 약 30.4 parsecs / cm 3 의 분산 측정 값을 나타 냅니다. 이것은 NGC 6205에서 알려진 다른 펄서의 평균 분산 측정 값에 근접한 것으로 나타났습니다. 동반 물체의 질량은 약 0.16 태양 질량으로 추정되며 , 이는 백색 왜성을 나타냅니다. 이 연구는 또한 PSR J1641 + 3627F가 클러스터 코어의 가장자리에 위치하고 스핀 기간 미분이 구형 클러스터의 MSP에 일반적이라는 것을 발견했습니다. 그러나 천문학 자들에 따르면이 시스템의 편심은 전형적인 MSP- 백색 왜성 시스템과 비교할 때 상대적으로 작습니다. 일반적으로 연구진은 NGC 6205에서 발견 된 모든 바이너리 시스템이 전형적인 구형 클러스터 펄서와 비교할 때 편심이 상대적으로 낮으며 편심이 클러스터 코어에서 멀어 질수록 감소하는 것으로 밝혀 졌다고 결론지었습니다. 이 논문의 저자는 "이 클러스터는 바이너리 당 발생률이 매우 낮기 때문에 예상되는 것과 일치한다"고 강조했다.
더 탐색 PALFA 조사에 따르면 8 개의 새로운 밀리 초 펄서 추가 정보 : FAST, arXiv : 2002.05938 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2002.05938 의 구형 클러스터 M13에서 펄서의 발견 및 타이밍 © 2020 과학 X 네트워크
https://phys.org/news/2020-02-binary-millisecond-pulsar-ngc.html
.간단한 개조로 전자 현미경을 고속 원자 스케일 카메라로 변환
작성자 : 국립 표준 기술 연구소 , 벤 피 스타 인 NIST 연구원 June Lau는 투과 전자 현미경 (TEM)을 사용하여 고품질 원자 규모 영화를 만들기 위해 개조 한 TEM (Transmission Electron Microscope)입니다. 크레딧 : N. Hanacek / NIST 2020 년 2 월 24 일
NIST (National Institute of Standards and Technology)의 연구원과 공동 연구자들은 투과형 전자 현미경 (선명한 현미경 이미지를 만드는 데 오랜 시간 동안 과학적인 기술)을 개조하여 고품질의 슈퍼 영화를 제작할 수있는 방법을 개발했습니다. 원자 및 분자 규모에서 빠른 공정. 구식 및 신형 전자 현미경과 호환되는이 개조는이 영화 제작 기능을 모든 실험실에서보다 광범위하게 이용할 수있게함으로써 현미경 기계에서 차세대 컴퓨터 칩 및 생물학적 조직에 이르기까지 모든 것에 대한 신선한 통찰력을 제공 할 것을 약속합니다. NIST 과학자 준로 (June Lau) 는“우리는 재료 과학 에서 정말 빠르게 일어나는 일들을보고 싶어한다 . 그녀는이 개조 된 디자인의 첫 번째 개념 증명 작업을 Journal of Scientific Instruments 저널에서 동료들과 함께보고 합니다. 이 팀은 개조를 기존 기기에 비용 효율적으로 추가하도록 설계했습니다. 그녀는“ 이는 새로운 전자 현미경 비용의 일부일 것으로 예상된다 ”고 말했다. 거의 100 년이 된 발명품 인 전자 현미경 은 많은 과학 실험실에서 필수적인 도구로 남아 있습니다. 널리 사용되는 버전은 투과 전자 현미경 (TEM) 으로 알려져 있으며 , 이는 대상 샘플을 통해 전자를 발사하여 이미지를 생성합니다. 현대 버전의 현미경은 5 천만 배까지 물체를 확대 할 수 있습니다. 전자 현미경은 바이러스의 구조를 결정하고 컴퓨터 회로의 작동을 테스트하며 새로운 약물의 효과를 밝히는 데 도움이되었습니다. Lau는“전자 현미경은 원자 규모에서 매우 작은 것을 볼 수있다. "그들은 훌륭하다. 그러나 역사적으로 그들은 시간에 고정 된 것을 본다. 움직이는 목표물을 보는 데는 좋지 않다"고 그녀는 말했다. 지난 15 년 동안 레이저 보조 전자 현미경으로 비디오를 만들 수 있었지만 이러한 시스템은 복잡하고 비쌌습니다. 이러한 설정은 나노초 (1/100 초)에서 펨토초 (1/100 초)까지 지속되는 이벤트를 캡처 할 수 있지만, 실험실은 종종이 기능과 특수 레이저를 수용하기 위해 새로운 현미경을 구입해야합니다. 수백만 달러에 달합니다. 실험실에는 이러한 시스템을 설정하고 운영하는 데 도움이되는 사내 레이저 물리학 전문 지식도 필요합니다. Lau는“프랭크는 모든 사람이 그런 능력을 가지고있는 것은 아닙니다. 대조적으로, 개조는 모든 연령대의 TEM이 비교적 간단한 " 빔 초퍼 "를 사용하여 피코 초 (1 초 단위)의 고품질 영화를 만들 수있게 합니다. 원칙적으로 빔 초퍼는 모든 제조업체의 TEM에 사용할 수 있습니다. 이를 설치하기 위해 NIST 연구진은 전자 원 바로 아래에서 현미경 컬럼을 열고 빔 초퍼를 삽입 한 후 현미경을 다시 닫습니다. Lau와 동료들은 서로 다른 기능과 빈티지의 3 가지 TEM을 성공적으로 개조했습니다. 스트로보 스코프와 마찬가지로이 빔 초퍼는 중요한 반복 또는 주기적 프로세스의 프레임을 캡처 할 수있는 정확한 시간의 전자 펄스를 방출합니다. 라우 (Lau)는“대차적이고 반복 가능한 방식으로 움직이는 관람차를 상상해보십시오. "핀홀 카메라로 촬영하면 흐릿하게 보일 것입니다. 그러나 개별 차량을보고 싶습니다. 핀홀 카메라 앞에 셔터를 놓아 셔터 속도가 휠의 움직임과 일치하도록 할 수 있습니다. "지정된 자동차가 맨 위로 갈 때마다 셔터가 열릴 시간입니다. 이런 방식으로 관람차 상단에 각 자동차를 보여주는 이미지를 쌓을 수 있습니다." 라이트 셔터와 마찬가지로 빔 초퍼는 연속 전자 빔을 차단합니다. 그러나 조리개가 열리고 닫히는 셔터와 달리이 빔 조리개는 항상 열려있어 복잡한 기계 부품이 필요하지 않습니다.
연속 전자 빔 (왼쪽)과 펄스 빔 (오른쪽)으로 20 만 배 확대 된 금 (Au) 나노 입자의 투과 전자 현미경 (TEM) 이미지. 스케일은 5 나노 미터 (nm)입니다. 크레딧 : NIST
대신에, 빔 초퍼 는 전자 빔 방향으로 무선 주파수 (RF) 전자기파를 발생 시킨다. 라우는“이 파는 진행하는 전자가“물파 표면에서 위아래로 튀어 오르는 코르크처럼 행동한다”고 말했다. 이 파를 타고 전자는 구멍에 접근함에 따라 기복이있는 경로를 따릅니다. 조리개와 완벽하게 정렬 된 전자를 제외한 대부분의 전자가 차단됩니다. RF 파의 주파수는 조정 가능하므로 전자는 초당 4 천만에서 120 억 번 사이의 시료에 도달합니다. 결과적으로, 연구원들은 약 나노초에서 10 피코 초의 시간 간격으로 샘플에서 중요한 프로세스를 캡처 할 수 있습니다. 이러한 방식으로, NIST- 개장 된 현미경은 MEMS (microelectromechanical systems) 및 NEMS (nanoelectromechanical systems)와 같은 소형 기계에서 전후 움직임의 원자 규모 세부 사항을 캡처 할 수 있습니다. 고속 통신에 사용되는 안테나에서 정기적으로 반복되는 신호를 연구하고 차세대 컴퓨터 프로세서에서 전류의 이동을 조사 할 수 있습니다. 한 데모에서 연구원들은 개장 된 현미경이 개장 이전과 똑같이 작동했음을 증명하고자했습니다. 그들은 전통적인 "연속"모드와 펄스 빔 모드에서 금 나노 입자를 이미징했습니다. 펄스 모드의 이미지는 스틸 이미지와 비슷한 선명도와 해상도를 가졌습니다. 라우는“우리는이를 동일하게 설계했다. 빔 초퍼는 이중 듀티를 수행하여 RF 에너지를 재료 샘플로 펌핑 한 다음 결과 사진을 찍을 수 있습니다. 연구원들은 금속성 빗 모양의 MEMS 디바이스에 마이크로파 (무선파)를 주입함으로써이 능력을 입증했다. 마이크로파는 MEMS 디바이스 내에 전기장을 생성하고 전자의 유입 펄스를 편향시킨다. 이러한 전자 편향을 통해 연구원은 MEMS 빗을 통해 전파되는 마이크로파 영화를 제작할 수 있습니다. Lau와 그녀의 동료들은 그들의 발명이 곧 새로운 과학적 발견을 할 수 있기를 바랍니다. 예를 들어, 이전보다 더 많은 정보를 저장할 것을 약속하는 분자 규모 메모리 장치에서 빠르게 변화하는 자기장의 거동을 조사 할 수 있습니다. 연구원들은 빔 초퍼를 발명하고 개발하는 데 6 년을 보냈으며 여러 특허와 R & D 100 Award를 수상했습니다. 이 연구의 공동 저자로는 뉴욕 업튼의 Brookhaven National Laboratory와 일리노이 주 Bolingbrook의 Euclid Techlabs가 포함되었습니다. Lau를 가장 자랑스럽게 여기는 것 중 하나는 최신 데모를 수행 한 25 년 된 유닛을 포함하여 모든 TEM에 디자인이 새로운 생명을 불어 넣을 수 있다는 것입니다. NIST 디자인은 실험실 어디에서나 미래의 재료에서 중요한 빠르게 움직이는 프로세스를 캡처하기 위해 현미경을 사용할 수있는 가능성을 제공합니다. Lau는“민주화 과학은 전체 동기 부여였다.
더 탐색 일본에 내장 된 소형 고압 전송 전자 현미경 추가 정보 : June W. Lau et al, Laser-free GHz 스트로보 스코프 투과 전자 현미경 : 펌프 프로브 측정을위한 구성 요소, 시스템 통합 및 실제 고려 사항, Scientific Instruments (2020) 검토 . DOI : 10.1063 / 1.5131758 저널 정보 : 과학 기기 검토 국립 표준 기술 연구소에서 제공
https://phys.org/news/2020-02-simple-retrofit-electron-microscopes-high-speed.html
.살아있는 세포 이미징 기술은 비만의 분자 관점에서 빛을 발산
작성자 : Rachel Israelsen, 유타 주립대 학교 USU 연구원은 산란광을 사용하여 분자의 구조 지문을 제공하는 감지 광학 이미징 나노 프로브를 개발했습니다. 크레딧 : USU 유타 주립대학과 플로리다 중앙 대학교 (University of Central Florida)의 공동 연구팀은 사람들의 비만 관련 상태로 이어질 수있는 세포 사건을 추적하는 도구를 개발했습니다. 이 연구 결과는 2 월 3 일에 국립 과학원 (National Academy of Sciences) 에서 발간되었다 . USU의 생명 공학 교수 인 Anhong Zhou가 이끄는이 팀은 산란광을 사용하여 분자의 구조 지문을 제공하는 감지 광학 이미징 나노 프로브를 개발했습니다. 프로브는 특정 외부 자극에 대한 세포 반응을 촉진하거나 중지시킬 수있는 세포 표면 수용체 를보다 쉽게 식별하고 설명하기 위해 사용될 수 있습니다 . 프로브를 사용하면 개별 세포에서 여러 표면 수용체를 모니터링 할 수 있으며 연구원에게 세포 표면 활성에 대한 전례없는 견해를 제공 할 수 있습니다. 생물 공학 박사를 포함한 Zhou와 그의 팀 Wei Zhang 학생은이 새로운 나노 프로브를 적용 하여 단일 살아있는 세포 수준에서 지방산 을 인식하는 세포 수용체를 성공적으로 탐지했습니다 . 이 기술은 특정 세포 사건에 대한 이해를 향상시키는 주요 단계를 나타내며 지방 섭취 및 비만 연구에 널리 영향을 미칠 수 있습니다. 새로운 방법은 또한 표면 세포 수용체를 유발하고 지방산의 연결을 유도하는 외부 자극을 테스트하기위한 간단한 스크리닝 기술로 사용될 수있다. 이것은 새로운 약물이 비만 및 기타 비만 관련 상태로 이끄는 올바른 세포 활동을 정확하게 촉진하는지 확인하기위한 효율적인 테스트를 가능하게합니다. Zhou와 그의 팀의 연구는 비만의 유병률 이 미국의 공중 보건 에 영향을 미치기 때문에 점점 더 관련성이 있습니다. Zhou는 이번 연구가 연구원들 사이의 흥미 진진한 협력을 나타내고 생물학적 공학이 과학계에서 중요한 국경이라는 신념과 잘 일치한다고 말했다. "이것은 생물학 중심의 문제를 해결하기 위해 엔지니어링 툴을 적용하려는 장기적인 목표를 달성하는 훌륭한 사례"라고 그는 말했다. "지난 몇 년 동안 우리는 비만과 같은 인간 건강 문제에 잠재적으로 도움이되는 새로운 세포 기반 분석 기술을 개발하게되어 기쁩니다. 현재 암 조기 진단을위한 새로운 방법을 개발하기 위해이 기술을 확장하고 있습니다."
USU 생물 공학 교수 Anhong Zhou는이 새로운 나노 프로브를 적용하여 단일 살아있는 세포 수준에서 지방산을 인식하는 세포 수용체를 성공적으로 검출했습니다. 크레딧 : USU
더 탐색 청정 에너지 기술에 도움이 될 새로운 연구 추가 정보 : Wei Zhang et al, 다중화 된 라만 영상화에 의한 단일 살아있는 세포에서 지방산-수용체 상호 작용의 시공간 동적 모니터링 , 국립 과학원 ( National Academy of Sciences , 2020). DOI : 10.1073 / pnas. 1916238117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 유타 주립 대학
https://phys.org/news/2020-02-cell-imaging-technique-molecular-view.html
.저렴한 가격으로 큰 면적의 전자 등급 그래 핀이 자랍니다
Anna Demming, Phys.org 다결정 백금에서 성장한 단결정 그래 핀 샘플이있는 실험실의 연구원. 왼쪽에서 오른쪽으로 : 이재현, 황동목, 장현식, 임재영. 크레딧 : 이재현
전자 산업은 오늘날 50 년 동안 고품질 단결정 실리콘 웨이퍼의 가격이 급격히 하락하지 않았기 때문에 오늘날 매우 다르게 보일 수 있습니다. 단결정 그래 핀의 비용이 비슷하게 급락하면 어떻게 될까요? ACS Nano 에보고 된 결과는 단결정 그래 핀이 보통 필요한 시간보다 훨씬 저렴한 다결정 기판을 사용하여 단시간에 성장할 수 있음을 보여 주므로 현실에 더 가까이 다가 갈 수 있습니다. 그래 핀 생산 비용은 이미 20 년 동안 킬로그램 당 수십만 달러에서 50 달러 미만으로 크게 떨어졌습니다. 그러나, 재료의 전자적 특성을 이용하면 결정질 품질에 훨씬 더 높은 요구 사항 ( 입계 , 결함 및 전위가 모두 재료의 전자적 거동을 방해 함)이 발생하여 전자 등급 그래 핀의 가격표가 계속 높아집니다. 화학 기상 증착은 양질의 그래 핀을 성장시키는 가장 보편적 인 방법 중 하나이지만 결함은 불가피하다. 추가적인 핵 생성 부위가 형성되지 않도록 성장 동안 파라미터를 땜질하면 결국 단결정 그래 핀의 성장을 촉진 할 수있다. 그러나이 성장에 오랜 시간이 걸리면 비용이 많이 든다. 다른 접근법은 단결정 촉매 기판 에서의 성장을 포함 하지만, 이들 기판은 더 비싸서 다시 비용을 증가시킨다.
대신, 성균관대 학교 나노 기술 연구소의 황동 목과 아주 대학교의 이재현 과 동료들은 단결정 그래 핀을 취해 다 결정질 기판 위에 간격을두고 조각을 옮겼다. 그들은 보고서에서 다결정 금속의 조각을 자라면서 결합 할 수 있음을 보여줍니다. 그것들이 모두 동일한 샘플로부터 옮겨 졌기 때문에, 각 조각의 결정 격자는 같은 방향으로 향하게되며 결정립계는 남지 않습니다. "합성 온도, 사용 된 가스 등이 유사하다고 가정하면, 열 예산 및 기판의 가격은 1/4로 감소 될 수있다"고 Lee는 설명했다. 원활한 성장 Lee는 예비 문헌 조사 결과 그래 핀 씨앗의 가장자리에서 그래 핀을 성장시키는 데 필요한 에너지가 새로운 그래 핀 씨앗의 핵 형성에 필요한 에너지보다 이론적으로 낮다는 점을 강조한 후에 아이디어를 도출했다고 설명했다. 즉, 낮은 에너지 조건 (예 : 낮은 농도의 전구체 또는 낮은 성장 온도)에서 추가적인 핵 형성이 쉽게 억제 될 수 있다고 생각되었다. Whang과 Lee와 동료들도 프로세스를 시작하는 데 앞장 섰습니다. 그들의 시드 성장 공정은 대 면적 단결정 단층 그래 핀에 대한 접근에 달려 있는데, 이들은 성장에 경험이 풍부하다. 또한, 정렬 된 시드를 다 결정질 기판상의 조심스럽게 이격되고 정렬 된 위치로 깨끗하게 옮길 수있는 기술이 필요했다. 다행스럽게도, 그들은 단결정 게르마늄의 특정 측면에서 그래 핀을 성장시킬 때 그래 핀과 기판 사이의 계면에 형성된 수소 층 인 Ge (110)을 쉽게 전달할 수 있음을 이미 보여 주었다. Ge (110)로부터의 전이에도 불구하고, 결함은 필연적으로 발생하지만, 연구원들은 또한 성장 기간 동안 메탄을 감소시킴으로써 에칭 속도가 성장 속도를 초과하여 기존 결함이 에칭 될 수 있음을 보여줄 수 있었다. 전자 등급 그래 핀 Whang과 Lee와 동료들은 어떤 시드 크기와 간격이 가장 효과적인지 결정하기 위해 사용 된 온도와 전구체 농도에 대한 확산 길이를 계산했습니다. 그들은 원래의 단결정 그래 핀 샘플에서 10μm 너비의 "씨앗"을 잘라 50μm 간격의 다결정 백금으로 옮겼습니다. 이 회사는 2cm x 2cm의 영역을 커버하기 위해 단결정 그래 핀을 성장시켰다. "우리의 CVD 시스템의 한계로 인해 더 큰 크기로 성장하기가 어려웠다"고 Lee는 말했다. "그러나 우리는 우리의 접근 방식이 대형 촉매 기판에 완전히 적용될 수 있다고 생각합니다." 다결정 백금은 훨씬 저렴할뿐만 아니라 결과 단결정 그래 핀의 품질을 손상시키지 않으면 서 기판을 재활용 할 수있어 2,000 달러 대신에 기판의 cm 2 당 약 100 달러로 작동합니다 . 그들은 다결정 구리 또는 알루미늄 호일에서 옮긴 종자를 키울 수 있다면 비용을 더 줄일 수있을 것으로 기대합니다. 연구원들은 2 개의 이송 된 시드의 사이트를 가로 지르는 전계 효과 트랜지스터 소자를 구성함으로써 이송 된 시드로부터 성장 된 그래 핀의 전자적 특성을 테스트했다. 전자 이동성의 비교는 이동 된 종자가 합류 된 이동성 의 현저한 감소를 나타내지 않았으며, 왼쪽 입자에 대해 11,811 V cm -1 s -1 , 오른쪽에 대해 10,844 및 그들 사이에 11,063 V cm -1 s -1 을 제공 하였다. 다른 2D 재료? 연구자들은 그래 핀 의 성장 거동이 잘 이해되어 있기 때문에 그래 핀으로 아이디어를 시험해 보았으며, 특히 프로세스를 단순화하는 하나의 원자 유형의 탄소로만 만들어졌다. 그들은 2-D 재료에 대한 접근 방식을 적용하고 싶지만, 원소가 아닌 2-D 재료의 다른 전구체를 관리하는 방법을 조사해야합니다. Lee는“촉매에서 각 원소의 용해도와 확산 속도가 다르기 때문에 고려해야 할 많은 변수가있다. 그러나 공정 파라미터를 단순화 할 수있는 원자 층 증착 (ALD) 공정과 같은 하나의 전구체와 다른 전구체를 순차적으로 반응하는 공정을 사용하면 다양한 2-D 물질의 단결정 단층을 성장시킬 수있다 "
더 탐색 연구자들은 다 결정질 기질 입자 경계 근처에서 그래 핀의 성장을 밝힙니다 자세한 정보 : 장현식 외. 다결정 금속 호일, ACS Nano 2020 에서 단결정 그래 핀의 확장 가능한 성장을 향해 . DOI : 10.1021 / acsnano.9b08305 저널 정보 : ACS Nano
https://phys.org/news/2020-02-large-area-electronic-grade-graphene-cheap.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
참고.
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
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.
.컴퓨터 기반 시뮬레이터로 새로운 살충제 효과에 대한 곤충 테스트
에 의해 서스 캐처 원 대학 Jack Gray (왼쪽)와 Rachel Parkinson은 메뚜기의 행동에 대한 살충제 효과를 연구합니다. 학점 :
서스 캐처 원 대학교의 David Stobbe 서스 캐처 원 대학교 (USask) 연구원들은 농업에 사용 된 두 가지 농약 제품군의 효과를 비교하기 위해 새로운 기술 조합을 사용했으며, 저용량에서 새로운 농약은 현재 사용되는 네오 니코 티 노이드보다 독성이 적다는 것을 발견했습니다. PNAS ( National Academy of Sciences) 절차에 발표 된 메뚜기 연구에 관한 미군 생물학 교수 Jack Gray의 메뚜기 연구 는 이러한 살충제와 사망에 책임이 있는 " 식민지 붕괴 장애 " 와 같은 다른 종의 사망률 사이의 연관성을 이해하는 데 영향을 미칠 수 있습니다. 전세계 수백만 마리의 꿀벌. 그레이는“네오 니코 티 노이드 농약에 대한 논란이있다”고 말했다. "그들의 개발은 다른 살충제보다 더 안전하다고 제안했지만 곤충과 다른 종에 대한 치명적이지 않은 복용량에 대한 영향을 더 조사 할 필요가 있기 때문에 더 복잡합니다." 메뚜기와의 이전 연구에서 그레이는 가상 비행 시뮬레이터를 설계하여 치명적이지 않은 양의 살충제가 나무와 육식 동물과 같은 움직이는 물체를 시각적으로 감지하는 곤충의 능력에 어떻게 영향을 미치는지 테스트했습니다. 그와 그의 팀은 새로운 설폭 사민 살충제 인 설 폭사 플로르 (SFX)가 곤충의 움직임 감지 능력을 손상시키지 않는 반면, 현재의 네온 코티 노이드 이미다클로 프리드 (IMD)는 곤충의 움직임 감지 능력을 손상시키지 않는다는 것을 발견했습니다. "이것은 SFX가 저용량의 다른 살충제만큼 독성이 없다는 것을 시사하지만 농업용으로 더 안전하고 바람직한 옵션인지를 확인하기 위해서는 더 많은 테스트가 필요합니다."라고 Gray는 말했습니다. 그레이와 그의 팀은 농약 효과 연구에 거의 적용되지 않은 행동과 신경 생리학을 관찰하는 접근법을 사용했습니다. 결과는 IMD가 메뚜기의 점프 및 탈출 위험에 부정적인 영향 을 미쳤지 만 SFX는 그렇지 않음을 확인했습니다. 잠재적 인 설명은 SFX가 살충제에 대한 곤충의 민감성을 결정하는 동일한 수용체에 강하게 결합하지 않는다는 것입니다. USask 팀은 신경계가 잘 연구되어 메뚜기를 선택했으며, 움직임 감지를 조절하는 뉴런은 조류 및 아마도 인간을 포함한 다양한 종에 공통적입니다. 그레이 박사는“이러한 연구 결과는 이러한 살충제가 신경계가 정보를 얼마나 빨리 전송할 수 있는지에 영향을 미치는지 이해하기 위해 다른 종에 적용될 수있다”고 말했다. 곤충 흉부에 작은 전극을 사용함으로써 전 USask Ph.D. 이 논문의 첫 저자 인 Rachel Parkinson 은 곤충의 신경계 에있는 시각 신호 를 감지하고 비행을 제어 하는 뉴런에서 직접 전기 신호를 측정했습니다 . 옥스포드 대학 (University of Oxford)의 박사후 연구원 인 파킨슨 (Parkinson)은“IMD 살충제로 처리 된 메뚜기의 반응 시간이 느려지면서 물체를 피하는 능력이 손상된다”고 말했다. USask 팀에는 박사 학위도 포함되어 있습니다. 학생 Sinan Zhang.
더 탐색 네오 니코 티 노이드 농약의 작은 흔적은 포식자를 발견하는 곤충의 능력을 손상시킵니다 더 많은 정보 : Rachel H. Parkinson el al., "Neonicotinoid와 sulfoximine 살충제는 곤충 탈출 행동과 움직임 감지를 차별적으로 손상시킵니다." PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1916432117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 서스 캐처 원 대학에서 제공
https://phys.org/news/2020-02-computer-based-simulator-insects-effects-pesticide.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
.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다
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