편광이있는 방법은 층상 재료에서 비대칭 상태를 생성하고 측정 할 수 있습니다
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.지구상의 고대 운석 사이트는 화성의 과거에 대한 새로운 단서를 발견 할 수 있습니다
에 의해 캘리포니아 대학 - 리버 사이드 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 26 일
과학자들은 화성 대기의 수수께끼의 역사와 삶이 가능했던시기를 분석 할 수있는 새로운 분석 도구를 고안했습니다. 이 연구에 대한 논문이 오늘 Science Advances 저널에 실렸다 . 그것은 우주 생물 학자들이 화성에서 고대 물의 알칼리성, pH 및 질소 함량을 이해하는 데 도움이 될 수 있으며, 또한 지구의 고대 대기 의 이산화탄소 성분을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다 . 오늘날의 화성은 너무 차가워서 표면에 액체 물 을 담을 수 없으며 , 우리가 알고있는 삶을 호스팅해야합니다. UCR의 생지 화학 교수 인 Tim Lyons는“우리의 관심을 불러 일으키는 문제는 현재의 화성에 생명체가 있는지 여부가 아니다. "우리는 대신 수십억 년 전에 생명이 화성에 있었는지 묻는 것에 의해 주도되고있다. 그러나 리온은 "화성에 약 40 억년 전에 물이 바다에 있었음을 압도하는 증거가있다"고 지적했다. 우주 생물 학자들이 묻는 중심적인 질문은 그것이 어떻게 가능했는지에 관한 것이다. 붉은 행성은 지구보다 태양으로부터 더 먼 곳이며, 수십억 년 전에 태양은 오늘날보다 열이 덜 발생합니다. UCR 대학원생이자 논문의 공동 저자 인 크리스 티노 (Chris Tino)는“지구를 액체 지표수로 충분히 따뜻하게 만들려면 대기가 엄청나게 많은 양의 온실 가스, 이산화탄소를 필요로했을 것이다. Eva Stüeken, 스코틀랜드 세인트 앤드류 대학교 강사. 이산화탄소 함량을 배우기 위해 수십억 년 전에 화성의 대기를 샘플링하는 것이 불가능하기 때문에 연구팀은 지질과 화학이 화성 표면과 유사한 지구상의 한 지점이 누락 된 부분을 제공 할 수 있다고 결론 지었다. 그들은 독일 남부의 Nordlinger Ries 분화구에서 발견했습니다. 약 1 천 5 백만 년 전에 운석에 휩싸인 Ries 분화구는 지구상의 어느 곳보다 잘 보존 된 암석과 광물 층을 특징으로합니다. 화성 2020 로버는 유사하게 구조화되고 잘 보존 된 고대 분화구에 착륙합니다. 두 곳 모두 먼 과거 액체 물을 사용하여 화학 성분을 비교할 수있었습니다. 티노에 따르면, 고대 화성에는 인간이나 동물과 같은 복잡한 생명체를 수용하기에 충분한 산소가 없을 가능성이 높습니다. 그러나 고대 화성 수의 pH가 중성이고 알칼리성이 높으면 일부 미생물이 생존했을 수 있습니다. 이러한 조건은 지구를 따뜻하게하고 액체 물을 가능하게하기 위해 대기에 충분한 이산화탄소 (아마도 오늘날 지구를 둘러싸고있는 것보다 수천 배 이상)를 암시합니다. pH는 용액 내 수소 이온의 농도를 측정하지만 알칼리도는 여러 이온과 pH를 안정화하기 위해 상호 작용하는 방법에 따라 달라집니다. Stüeken 박사는“화 구암 시료는 높은 pH로 가장 잘 설명 할 수있는 질소 동위 원소 비율을 가지고있다. 게다가 고대 퇴적물에 함유 된 미네랄은 알칼리도가 매우 높다는 것을 알려줍니다.” 그러나 상대적으로 낮은 pH를 가리키는 높은 알칼리성 및 질소 동위 원소 데이터에 대한 미네랄 지표가있는 화성 시료는 과거 대기에서 매우 높은 수준의 이산화탄소를 요구합니다. 결과적인 이산화탄소 추정치는 희미한 초기 태양으로부터 멀리 떨어진 고대 화성이 어떻게 지표 해양과 아마도 생명체에 충분히 따뜻했을 수 있었는지에 대한 오랜 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 그러한 높은 수준이 유지 될 수 있었던 방법과 그 아래에 살았던 것은 중요한 질문으로 남아 있습니다. 티노 교수는“이 연구에 앞서 질소 동위 원소만큼 화성에서 고대 물의 pH를 추정 할 수있는 간단한 방법을 사용할 수는 없었으며, pH는 대기 중의 이산화탄소를 계산하는 데 중요한 매개 변수”라고 말했다. 이 연구를위한 자금은 NASA Astrobiology Institute에서 이루어졌으며, 여기서 Lyons는 UCR에 기반을 둔 Alternative Earths 팀을 이끌고 있습니다. 이 연구에는 괴팅겐 게오르그 -8 월 대학교의 게 르노 아르프 (Gernot Arp)와 바이에른 주 환경청 (Bavarian State Environment for Office)의 정트 마르 정 (Jet Dietmar Jung)이 포함되었다. NASA의 Mars 2020 로버 미션에서 샘플을 지구로 가져 오면 질소 동위 원소 비율을 분석 할 수 있습니다. 이러한 데이터는 매우 높은 수준의 이산화탄소가 액체 수를 가능하게하고 심지어 오래 전에는 어떤 형태의 미생물 수명을 가능하게 했다고 팀의 의심을 확인할 수 있습니다. "샘플을 지구로 가져 오는 데 10-20 년이 걸릴 수 있습니다." "하지만이 샘플이 미국과 전세계의 실험실에 배포되면 가장 먼저 제기 할 질문 중 하나를 정의하는 데 도움이되었을 것입니다." 더 탐색 화성의 물은 미네랄이 풍부하고 짠
추가 정보 : "질소 동위 원소 비율은 지상 화성 아날로그 사이트에서 높은 pH 조건을 추적합니다" Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aay3440 , https://advances.sciencemag.org/content/6/9/eaay3440 저널 정보 : 과학 발전 에서 제공하는 리버 사이드 - 캘리포니아 대학
https://phys.org/news/2020-02-ancient-meteorite-site-earth-reveal.html
.하이브리드 상부 구조를 사용하여 초 고감도 및 초박형 광 트랜지스터 및 광 시냅스 구축
Thamarasee Jeewandara, Phys.org G-PQD 상부 구조. (A) G-PQD 상부 구조 및 제안 된 응용을 형성하기 위해 그래 핀상에서 PQD의 성장을 보여주는 개략도. (B) 단일 층의 그래 핀 시트상에서 성장 된 PQD의 TEM 이미지. (C) G-PQD 상부 구조에 분포 된 PQD의 TEM 이미지. (D) 그래 핀상에서 성장한 PQD의 고해상도 TEM (HRTEM) 이미지. 삽입은 해당 FFT 이미지를 보여줍니다. (E) PQD의 성장으로 인한 그래 핀 격자의 응력-유도 변화의 HRTEM 이미지 (빨간색 화살표는 왜곡을 나타냄). (F) 실리콘상에서 성장한 초기 PQD (적색) 및 G-PQD (청색)의 XRD 스펙트럼 [삽입 : 확대 영역; 단위는 각각 (011), (101), (201), (141) 및 (100) 결정 평면에 상응하여 동일하게 3.3 °, 4.4 °, 6.5 °, 9.0 ° 및 15.4 °로 유지된다]. 임의의 단위. (G) 본래 그래 핀 (흑색)의 라만 스펙트럼, PQD는 그래 핀 (회색)에 캐스트되고 PQD는 그래 핀 (파란색)에 캐스트됩니다. CCD, 전하 결합 장치. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay5225 2020 년 2 월 26 일 기능
유기-무기 할라이드 페 로브 스카이 트 양자점 (PQD)은 광전자 응용을위한 매력적인 부류의 재료를 형성한다. 그러나, 그들의 전하 수송 특성은 그래 핀과 같은 물질에 비해 열등하다. 반대로, 그래 핀은 광전자 공학에 적용하기에는 너무 낮은 전하 생성 효율을 포함한다. 새로운 보고서에서 Basudev Pradhan과 Nanoscience Technology Center의 연구팀, 미국 센트럴 플로리다 대학교의 광학 및 포토닉스, 재료 과학 공학, 물리 및 화학 부서에서 초박형 광자 트랜지스터 및 광 시냅스 개발 그래 핀 -PQD (그래 핀-페 로브 스카이 트 양자점; G-PQD) 상부 구조. 상부 구조를 준비하기 위해 그래 핀 격자에서 직접 PQD를 성장시켰다. G-QPD로 제조 된 포토 트랜지스터는 우수한 반응성 및 특정 검출 성을 나타냈다. 상부 구조의 광 보조 메모리 효과는 신경 형태 컴퓨팅을위한 광 시냅스 거동을 허용했으며, 팀은 머신 러닝의 도움으로 얼굴 인식 애플리케이션을 통해 시연했다. Pradhan et al. G-PQD 상부 구조가 새로운 방향을 강화하여 매우 효과적인 광전자 장치를 개발할 것으로 기대합니다. Graphene은 광범위한 스펙트럼 대역폭, 뛰어난 이동성 , 탁월한 안정성 및 뛰어난 유연성을 갖춘 탁월한 캐리어 전송 특성으로 인해 전자 및 광전자 분야의 꿈의 재료로 부상했습니다 . 재료 과학자들은 에너지 하베스 팅, 저장, 광 검출기 및 트랜지스터 에 응용할 수있는 많은 복합재와 장치를 개발했습니다 . 그러나 그래 핀의 단일 층은 입사 가시광의 2.3 % 만 흡수 할 수있어 광전자 및 광자 장치 에서의 사용을 결정적으로 방해 합니다 . 대조적으로, 유기-무기 PQD는 고유 한 특성 으로 인해 광전자 공학에 응용하기에 매력적인 재료로 부상했습니다.그래 핀에 비해 전하 수송이 열등한 것으로 남아있다. 그래 핀 격자에서 PQD 성장 Pradhan et al. 결함-중재 공정을 사용하여 단일 층 그래 핀의 격자로부터 PQD를 성장시킴으로써이 연구에서 메틸 암모늄 납 브로마이드 PQD의 강력한 광 생성 효율을 탐구 하였다. PQD는 빛을 흡수하고 전하 운반체를 생성 할 수 있기 때문에이 이론적 근거는 하이브리드 상부 구조를 설계하는 데 도움이되었습니다. 이 팀은 포토 트랜지스터 형상으로 얇은 상부 구조를 구현하여 1.4 × 10 8 AW -1 의 감광성 및 430 nm에서 4.72 x 10 15 Jones 의 특정 탐지율 을 생성했습니다 . 지금까지 비슷한 장치에서 기록 된 최고의 책임 및 탐지 기능이었습니다.
단일 층 그래 핀상의 PQD 성장 메커니즘. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay5225
이 작업은 고속 통신, 감지, 초 고감도 카메라, 고해상도 이미징 및 디스플레이 를위한 매우 효율적인 광전자 재료를 개발하는 데 매우 유망 합니다 . 광 시냅스 형태의 그래 핀 -PQD (G-PQD) 상부 구조의 거동은 또한 패턴 인식에 중요하다. 이 결과는 인간의 두뇌를 모방 한 다양한 형태의 흥미 진진한 응용을 위해 신경 형태 아키텍처를위한 하드웨어 장치의 개발을 지원합니다. Pradhan et al. 사용 된 리간드를 이용한 재 침전 매우 높은 PQDs으로 생산하는 (LARP) 광 발광 양자 수율PQD 제품의 크기와 형태를 제어했습니다. 연구팀은 그래 핀 단층의 활성 부위에서 직접 PQD의 성장을 시작하여 상부 구조를 형성했다. 이 과정에서 이들은 페 로브 스카이 트 전구체로 습윤 된 그래 핀 층에 반 용매 톨루엔을 첨가하여 시딩을 시작 하고 PQD 결정 형성에 필요한 그래 핀 시트 상에 페 로브 스카이 트 배아를 형성했다 .
UV-vis 및 PL 스펙트럼. (A) G-PQD 상부 구조 필름의 자외선-가시적 (UV-vis) 흡수 (적색) 및 PL 스펙트럼 (청색). (B) PQD (빨간색) 및 G-PQD 필름 (녹색)의 PL 붕괴 프로파일 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay5225
고감도 초박형 포토 트랜지스터 개발 연구팀은 투과 전자 현미경 (TEM)을 사용하여 새로 합성 된 하이브리드 물질 (그래 핀 PQD)을 분석하여 PQD와 그래 핀 층 사이의 결합을 확인했다. 그들은 434 nm와 451 nm에서 가시 파장을 흡수하는 두 개의 서로 다른 G-PQD가 존재한다는 사실에 주목했다. Pradhan et al. 시간 상관 단일 광자 카운팅 (TCSPC)을 사용하여 G-PQD 상부 구조 의 여기 상태 역학에 대한 재료의 광 물리학 적 특성을 테스트하고 749 ns의 평균 형광 붕괴 시간을 관찰했습니다. 상부 구조는 이전에보고 된 포토 레지스트에 비해 향상된 감도와 향상된 광전류를 보여주었습니다.. 이 장치는 백색광 조명에서 조명 활성화 스위치로 작동 할 수 있으며 광을 켠 후 0.45 초의 응답 시간 내에 광전류가 빠르게 상승 했습니다. 더 복잡한 요인 으로 인해 응답 시간이 길어졌습니다 .
COMSOL 시뮬레이션 및 과도 광 응답. (A) 그래 핀 필름에서 성장한 3 nm 크기의 PQD의 COMSOL 시뮬레이션의 개략도. (B) 시뮬레이션 된 광전류 대 입력 전력. (C) 조명이 켜지고 꺼지는 조건에서 일시적인 광 응답. (D) 켜짐 및 꺼짐 조명에 대한 표준화 된 광전류 응답. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay5225
안면 인식 동안 신경성 광 시냅스의 적용.
전통적인 폰 노이만 건축 또는 프린스턴 건축 이후; 수학자이자 물리학자인 John von Neumann 이 개발 한 컴퓨터 아키텍처 는 현재 데이터 전송에 시간과 전력을 소비합니다. 메모리와 프로세서 사이의 기존 성능 한계와 확장 성은 일반적으로 폰 노이만 병목 현상 이라고합니다 . 이 장치는 실시간 이미지 인식, 데이터 분류 및 자연어 처리의 데이터 중심 응용 분야에서 큰 단점을 야기했습니다. 따라서 Neuromorphic 컴퓨팅 은 von Neumann 아키텍처를 능가 할 수있는 새로운 플랫폼입니다. 셋업에서, 시냅스는 전형적으로 두 뉴런 사이의 통신 채널로서 작용할 수있다. 이 경우에, G-PQD 상부 구조는 인공 광자 시냅스로서 작용했다; 여기서 시냅스 전 신호는 광 펄스 형태의 외부 광 자극에 기초하고 시냅스 후 신호는 드레인 소스 및 게이트 전압을 고정 된 상태 로 유지 하기 위해 G-PQD 채널을 통해 획득 된 전류였다 . G-PQD 시냅틱 장치의 내장 된 광학 정보, 검출 처리 및 보유 능력은 패턴 인식 분야에서 인간 시각 메모리의 잠재적 후보를 형성했다. Pradhan et al. 구축 된 급상승 신경망을 이용한 자율 기계 학습 및 얼굴 인식 수행하기 위해 파이썬. 이 팀은 신경망을 훈련시키기 위해 네 명의 인물 사진을 사용했으며 훈련 시간이 길어질수록 출력 뉴런의 사용이 증가하면 얼굴 인식률이 높아질 수 있음을 보여주었습니다.
광 시냅스 성능 및 얼굴 인식. (A) 시냅스 (빨간색 상자)를 통한 두 개의 상호 연결된 인간 뉴런의 해부학. (B) 생물학적 시냅스의 도식 표현. (C) 광 강도를 변화시키기 위해 펄스 폭 30 초의 단일 펄스 광에 의한 컨덕턴스의 변화를 나타내는 소자의 과도 특성 (VD = 0.5V 및 VG = 10V). (D) 5 초의 온 시간을 갖는 2 개의 연속 광 펄스 사이의 오프 시간의 변화로 인한 장치의 PPF 지수 (VD = 0.5V 및 VG = 10V). (E) 장치의 과도 특성 (VD = 0.5V 및 VG = 10V)은 각각 5 초 및 5 초의 켜짐 및 꺼짐 시간을 갖는 다양한 수의 광 펄스로 인한 컨덕턴스의 변화를 보여줍니다. (F) 장기 강화 장치의 보유 (VD = 0) 20 개의 광 펄스 (각각 5 및 5 초의 켜짐 및 꺼짐 시간)를 적용한 후 3 × 103 초 동안 5V 및 VG = 10V). (G) 전기 펄스 트레인에 의해 VD = 0.5V 및 LTD에서 광 펄스 트레인 (각각 5 및 5 초의 켜짐 및 꺼짐 시간)에 의해 LTP를 나타내는 장치의 비 휘발성 시냅스 가소성 (VG = 10V) (- VD에서 0.5V, 각각 1 초 및 1 초의 켜짐 및 꺼짐 시간. (H) 20 개의 광 펄스 (각각 5 초 및 5 초의 켜짐 및 꺼짐 시간)를 적용한 후 장치의 게이트 종속 과도 특성 (VD = 0.5V). (I), 안면 인식을위한 뉴런 네트워크 구조. 사진 제공 : Sreekanth Varma와 UCF Basudev Pradhan (J) 훈련 및 실제 상응하는 특정 출력 뉴런 (하단)의 시냅스 무게에 대한 실제 이미지 (위). 사진 제공 (왼쪽에서 오른쪽으로) : Sreekanth Varma 및 UCF Basudev Pradhan; 아브라 Kundu와 Basudev Pradhan, UCF; UCF 바수 데프 프라 드 한; 및 UCF Basudev Pradhan. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay5225
이러한 방식으로 Basudev Pradhan과 동료들은 결함 매개 결정 성장 기술을 사용하여 그래 핀 격자에서 성장한 PQD의 하이브리드 재료를 기반으로 극히 얇은 상부 구조를 개발했습니다. 그들은 PQD와 그래 핀 의 결합 된 π- 전자 구름 으로 인해 매우 향상된 전하 이동을 얻었다 . 결과로 얻은 장치는 광 트랜지스터 및 광 시냅스에 대해 고성능을 보여 주었으며 팀은 시뮬레이션을 사용하여 추가로 검증했습니다. 연구팀은 전이 금속 디칼 코게 나이드 및 기타 이종 구조를 포함한 다른 2 차원 재료로 접근을 확대하려고한다. 이 작업은 여러 전자 및 광전자 응용 분야에 적합한 새로운 유형의 고성능 상부 구조 재료의 문을 열어 얼굴 인식 및 신경성 컴퓨팅에 유리합니다.
더 탐색 연구자들은 인간의 시각에 사용되는 뇌 세포를 모방하는 장치를 개발합니다 추가 정보 : Basudev Pradhan et al. 그래 핀 격자, Science Advances (2020) 에서 자란 페 로브 스카이 트 양자점을 사용한 초 고감도 및 초박형 광 트랜지스터 및 광 시냅스 . DOI : 10.1126 / sciadv.aay5225 Fengnian Xia et al. 초고속 그래 핀 광 검출기, Nature Nanotechnology (2009). DOI : 10.1038 / nnano.2009.292 X. Gong et al. 300 nm 내지 1450 nm의 스펙트럼 응답을 갖는 고감도 중합체 광 검출기, Science (2009). DOI : 10.1126 / science.1176706 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 나노 기술 , 과학
https://phys.org/news/2020-02-ultrasensitive-ultrathin-phototransistors-photonic-synapses.html
.간질 발작을 감지하는 나노 센서
2020 년 2 월 26 일 벨 뒤메 223828_ 웹 자유롭게 움직이는 마우스에서 외부 K + 농도 의 멀티 포인트 측정 . 크레딧 : IBS 새로운 고감도 나노 센서는 간질 발작을 겪을 때 마우스의 뇌에서 칼륨 이온 수준의 변화를 감지 할 수 있습니다. 한국 기초 과학 연구소 (IBS)와 중국 절강 대학교 (Chejiang University)의 연구원들이 개발 한이 장치는 동시에 여러 뇌 영역의 변화를 기록 할 수 있으며, 따라서 간질과 다른 신경계의 메커니즘에 대한 이해도를 높일 수 있습니다 장애. 신경 세포 또는 뉴런의 경계 외부에있는 칼륨 이온 (K + ) 의 존재는 뉴런의 내부 및 외부 막 사이의 전위차에 영향을 미칩니다. 이러한 세포 외 이온의 농도가 변하면 신호를 전달하는 뉴런의 능력이 그에 따라 변합니다. 이러한 변화는 전 세계 100 명 중 1 명에게 영향을 미치는 상태 인 간질과 같은 만성 신경계 질환과 관련이있는 것으로 알려져 있으며, 종종 외부 발병이없는 재발 성 및 예측 불가능한 발작이 특징입니다. K + 수준의 작은 변화를 감지 하는 것이 임박한 간질 발작을 예측할 수 있기 때문에 중요하지만 오늘날 대부분의 센서는 특히 자유롭게 움직이는 동물에서 그렇게 할 수 없습니다. 또한 전기 충격이 뉴런의 막을 따라 이동할 때 K + 의 유출 에 Na + 의 유입이 선행 되기 때문에 나트륨 이온 (Na + )의 간섭에 취약합니다 . 칼륨 선택적 가 이끄는 팀에서 개발 한 새로운 나노 센서, 종 첸 과 Daishun 링 에 절강 대학 과 Taeghwan 이현 상기 IBS는 이러한 문제를 극복한다. 상기 장치는 칼륨-투과성 막의 초 박층에 의해 차폐 된 메조 포러스 실리카 나노 입자에 매립 된 광학 칼륨 지시 제 (K + 존재하에 형광을 일으키는 염료 분자 )로 구성된다. 이 막은 뇌 세포의 칼륨 채널과 매우 유사하며, 나노 입자의 기공 크기는 다른 양이온 (Na + 포함 )이 지표에 도달하는 것을 방지 합니다. 이것은 기기가 K +이온을 배타적으로 공급하고 리터당 1.3 마이크로 몰의 낮은 농도에서 그 존재를 감지 할 수 있습니다. 이 높은 감도 덕분에 연구자들은 마우스 뇌의 세 가지 다른 영역 인 해마, 편도 및 피질에서 세포 외 K + 의 밀리몰 미만의 변형을 공간적으로 매핑 할 수있었습니다 . 테스트 마우스의 뇌 내 다양한 위치에 나노 센서를 주입 한 후, 연구팀은 마우스 해마를 전기적으로 시뮬레이션하여 간질 발작을 유도하고 나노 센서의 광학 반응을 기록했다. 그런 다음이 측정 값을 기존의 뇌파 (EEG)를 사용하여 수행 한 동시 측정에서 얻은 값과 비교했습니다. 그들은 국소 간질 발작에서 세포 외 K + 농도가 시간이 지남에 따라 해마에서 편도 및 피질로 증가하는 반면, 일반화 된 발작에서는 세 뇌 영역에서 거의 동시에 증가한다는 것을 발견했습니다. 연구자들은이 결과가 해마의 전기 자극이 먼저 인접한 뇌 영역을 포함하고 전체 뇌를 통해 전파된다는 널리 인정 된 견해를 뒷받침한다고 말합니다. "우리 는 자유롭게 움직이는 동물에서 우리의 다 지점 K + 측정이 뇌의 하위 영역 사이의 기능적 연결과 간질과 같은 장애에서 발생하는 신경 활동을 검사하는 데 신경 과학에서 유용한 기술이 될 것으로 기대합니다 ."라고 Physics World에 알려줍니다. . 더 읽어보기 물리학으로 간질 치료 뇌 전체 영상으로 연구팀은 간질 발작 중 발작 활동이 뇌 전체에 퍼지는 방식을 탐지하기 위해 장치를 사용할 계획입니다. 더 나아가, 간질 병소를 정확하게 검출하는 데 사용될 수있는 조직 투과 근적외선 방출 기반 K + 센서 를 개발하고자합니다 . "이러한 장치는 간질의 진단 및 치료에 도움이 될 수 있으며 수술의 필요성을 줄일 수도 있습니다." “항간질제를 싣고 K + 수치가 높아져서 파괴 될 수있는 나노 복합물로 코팅 된 경우 ,이 나노 센서는 발작 시점에 고도로 국소화되고 주문형 약물이 방출 될 수 있습니다. 또한 Nature Nanotechnology에 설명 된이 장치는 K + 이외의 양이온 을 높은 감도와 특이 도로 감지하도록 개조 될 수 있다고 덧붙였다.
https://physicsworld.com/a/a-nanosensor-to-detect-epileptic-seizures/
.컴퓨터 칩을 냉각시키는 새로운 방법
작성자 : Bob Yirka, Phys.org, Science X Network 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 26 일 보고서
Stanford University의 연구팀은 가열 된 물체를 냉각시키는 이론적 인 방법을 개발했습니다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 열 복사에 대한 연구와 원하는 물체를 식히기 위해 어떻게 향상 될 수 있는지에 대해 설명합니다. 환경의 물체는 열을 방출하고 환경으로부터 열을받습니다. 이전의 연구에 따르면 물체 에서 방출되는 열 은 스펙트럼에서 방출되며 물체 의 온도에 의해 결정되는 특정 주파수에서 최고점을 나타냅니다. 들어오는 광자의 수가 나가는 광자의 수보다 많으면 물체가 더 따뜻해집니다. 이 새로운 노력에서 연구원들은 복사 된 광자에 에너지 를 추가하여 물체와 환경 사이의 열 교환을 반대로하여 작동 할 수 있는 새로운 유형의 냉각 장치 를 상상하려고 했습니다. 이론적으로는 더 많은 열을 전달해야합니다 . 그들의 아이디어는 시간에 따라 진동하도록 만들어진 굴절률을 가진 장치를 상상하는 것이 었습니다. 그들이 이론화 한 이러한 장치는 음파에 반응하여 진동하는 재료를 가진 음향 광학 변조기와 같은 기존 기술을 기반으로 할 수 있습니다. 또한 그러한 장치 는 주어진 환경에 적합한 특정 범위의 광자 주파수 에서 변조 할 수 있다고 제안 합니다. 연구진은 냉각 대상 물체 위에 우수한 절연 특성을 가진 얇은 재료 층을 배치함으로써 아이디어를 기반으로 장치를 만드는 방법을 제안함으로써 이론을 한 단계 더 발전 시켰습니다. 그런 다음 광원을 사용하여 개별 레이어의 인덱스를 조정하여 물체에서 나오는 광자에 에너지 부스트를 주어 아래 물체의 냉각을 증가시킵니다. 연구원들은 자신의 아이디어를 기반으로 한 장치가 컴퓨터 칩과 같은 작은 물체에서만 작동 할 수 있음을 인정합니다. 그들은 또한 결과적인 냉각은 물론 예를 들어 광원 에 전력을 공급하기 위해 에너지를 소비 할 것이라고 지적했다 . 그러나 그들의 계산에 따르면 그러한 장치는 고전적인 열역학에 의해 정의 된 것처럼 더 높은 효율 한계에서 작동 할 것으로 나타났습니다.
더 탐색 LED를 반대로 돌리면 미래 컴퓨터를 식힐 수 있습니다 추가 정보 : Siddharth Buddhiraju et al. 시간 변조 열 방출, 물리적 검토 서신 (2020) 으로부터의 광 냉장 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.077402 , Arxiv : https://arxiv.org/abs/1905.12196 저널 정보 : 실제 검토 서한 Science X Network 제공
https://phys.org/news/2020-02-cool-chips.html
.편광이있는 방법은 층상 재료에서 비대칭 상태를 생성하고 측정 할 수 있습니다
매사추세츠 공과 대학 David Chandler 여기에 표시된 것처럼 원형 편광의 광선 (파란색 나선으로 표시)은 서로 다른 두 가지 미러 이미지 방향을 가질 수 있습니다. 이 빔이 티타늄 디 셀레 나이드 시트 (파란색과 은색 공의 격자로 표시됨)에 부딪 치면 재료의 전자 (수중 도트)가 빛의 편광의 손에 걸립니다. 크레딧 : Ella Maru Studio
생물체의 대부분을 포함한 일부 분자는 두 가지 다른 거울상 버전으로 존재할 수있는 모양을 가지고 있습니다. 오른 손잡이와 왼손잡이 버전은 때로는 다른 속성을 가질 수 있으며, 그중 하나만 분자 기능을 수행합니다. 이제 물리학 자 팀은 특수한 종류의 광선을 사용하여 재료를 자극하여 비슷한 비대칭 패턴을 특정 이국적인 재료에서 임의로 유도하고 측정 할 수 있음을 발견했습니다. 이 경우, 키랄성 (chirality )으로 알려진 "손 잡음 (handedness)"현상은 분자 자체의 구조가 아니라 물질 내 전자 밀도의 패턴 화에서 발생합니다. 연구원들은이 비대칭 패터닝이 특이한 물질, TiSe2 라 불리는 전이 금속 디칼 코게 나이드 반 금속 또는 티타늄 디 셀레 나이드의 형태로 원 편광 중 적외선 을 비추면 유도 될 수 있음을 발견했다 . 양자 재료의 광학 제어에 대한 새로운 연구 영역을 열 수있는 새로운 연구 결과는 오늘 MIT 박사 후생 인 Suyang Xu와 Qiong Ma, Nuh Gedik 교수 및 Pablo Jarillo-Herrero 교수, 그리고 Nature 저널 에 발표되었다. MIT 및 미국, 중국, 대만, 일본 및 싱가포르에있는 다른 대학의 동료들. 연구팀은 실온 에서 티타늄 디 셀레 나이드 가 키랄성을 갖지 않지만 온도 가 감소함에 따라 오른 손잡이 및 왼손잡이 전자 구성의 균형이 끊어지고 한 유형이 지배하기 시작하는 중요한 지점에 도달한다는 것을 발견했습니다. 연구진은이 효과가 재료에 원형 편광 중 적외선 빛을 비추어 제어되고 향상 될 수 있으며 빛의 방향성 (편광이 시계 방향 또는 반 시계 방향으로 회전하는지 여부)이 전자 분포의 패턴 화의 키랄성을 결정한다는 것을 발견했습니다. Jarillo-Herrero는“이것은 우리가 완전히 이해하지 못하는 비 전통적인 자료입니다. 그는이 물질이 자연스럽게 "종이 위에 느슨하게 쌓인 2 차원 층"으로 구성된다고 그는 말했다. 이들 층 내에서, 전자의 분포는 전자가보다 밀집되거나 덜 밀집된 교대 영역의 잔물결 같은 줄무늬의 세트 인 "충전 밀도 파동 함수"를 형성한다. 이 줄무늬는 DNA 분자의 구조 나 나선형 계단과 같은 나선형 패턴을 형성하여 오른쪽이나 왼쪽으로 비틀어 질 수 있습니다. 일반적으로, 재료는 이러한 전하 밀도 파의 동일한 양의 오른 손잡이와 왼손잡이 버전을 포함 할 것이며, 대부분의 측정에서 손 잡음의 영향이 사라질 것입니다. 그러나 편광의 영향하에 Ma는 "우리는 재료가 대부분 이러한 키랄성 중 하나를 선호하게 할 수 있으며 다른 광선을 사용하여 키랄성을 조사 할 수 있음을 발견했다"고 말했다. 이는 유사한 방식으로의 자기장이 통상의 분자가 랜덤 배향 금속 자성 방향을 유도하고, 따라서 순수한 자기 효과를 가질 수 없다. 그러나 고체 물질 내에서 빛으로 키랄성 (chirality)에 이러한 효과를 유발하는 것은 "아무도 전에 한 적이 없었습니다"라고 Gedik은 설명합니다. Xu는 원형 편광을 사용하여 특정 방향성을 유도 한 후, "우리는 광학적으로 생성 된 전류의 방향으로부터 물질에 어떤 종류의 키랄성이 있는지를 검출 할 수있다"고 덧붙였다. 그런 다음 반대 방향으로 편광 된 광원이 재료에 비추면 해당 방향을 다른 방향으로 전환 할 수 있습니다. Gedik은 이전의 일부 실험에서 이러한 물질에서 이러한 키랄 단계가 가능하다고 제안했지만 "충돌 된 실험이 있었기 때문에"그 효과가 실제적인지 여부는 확실하지 않다고 말했다. 이 작업에서 이러한 시스템의 실제 응용 분야를 예측하기에는 너무 이르지만 광선만으로 재료의 전자 행동을 제어하는 능력은 상당한 잠재력을 가질 수 있다고 그는 말했다. 이 연구는 하나의 특정 재료로 수행되었지만 동일한 원리가 다른 재료에서도 작동 할 수 있다고 연구원들은 말합니다. 그들이 사용한 물질 인 티타늄 디 셀레 나이드는 양자 소자에서의 잠재적 용도에 대해 널리 연구되었으며, 이에 대한 추가 연구는 초전도 물질의 거동에 대한 통찰력을 제공 할 수도 있습니다. Gedik은 재료의 전자 상태 변화를 유도하는 이러한 방법은 잠재적으로 더 광범위하게 적용될 수있는 새로운 도구라고 말합니다. "이러한 빛과의 상호 작용은 키랄 재료뿐만 아니라 다른 재료에도 매우 유용한 현상이지만 다른 종류의 명령에도 영향을 미칠 것으로 의심됩니다"라고 그는 말합니다. 그리고 키랄성은 생물학적 분자와 일부 자기 현상에서 잘 알려져 있고 널리 퍼져 있지만 "이것이 고체의 전자적 성질에서 일어나는 것이 처음 인 것"이라고 Jarillo-Herrero는 말했다. 연구팀의 일원이 아닌 암스테르담 대학 교수 인 Jasper van Wezel은“저자들은 두 가지 새로운 것을 발견했다. 그는 새로운 발견은 "재료가 키랄인지 아닌지를 테스트하는 새로운 방법이며, 큰 재료에서 전체 키랄성을 향상시키는 방법"이라고 말했다. 두 번째는 빛 과의 상호 작용 측면에서 바람직한 특성을 가진 재료를 공학적으로 가공하는 방법 중 하나 입니다. "
더 탐색 새로운 종류의 재료는 이상한 전자 특성을 보여줍니다 더 많은 정보 : Su-Yang Xu et al., 전이 금속 디칼 코게 나이드의 자연 자이로 트로피 전자 순서, Nature (2020) DOI : 10.1038 / s41586-020-2011-8 저널 정보 : 자연 매사추세츠 공과 대학 제공
https://phys.org/news/2020-02-method-polarized-nonsymmetrical-states-layered.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.
.달의 먼쪽으로 파기 : Chang'E-4는 달 표면으로 40 미터를 탐사합니다
하여 중국 과학 아카데미 달의 저편에있는 유투 -2 레이더에 의해 보이는 지하 표층. 크레딧 : CLEP / CRAS / NAOC
상륙 후 1 년이 조금 넘는 중국의 우주선 Chang'E-4는 달의 반대편에서 비밀을 공개하고있다. 사이언스 어드밴스 (Science Advances) 에서 2 월 26 일에 발표 된 최신 연구 는 표면 아래에 무엇이 숨어 있는지를 보여준다. Chang'E-4 (CE-4)는 2019 년 1 월 3 일 달의 남극 근처 반 카르만 분화구의 동쪽 바닥에 착륙했습니다.이 우주선은 달의 관통 레이더 ( LPR) 로밍 지하를 조사합니다. "우리는 CE-4 현장에서의 신호 침투가 근거리 착륙장에서 이전 우주선 Chang'E-3에 의해 측정 된 것보다 훨씬 크다는 것을 발견했다"고 논문 교수 인 Li Chunlai는 말했다. 중국 과학원 (NAOC) 국립 천문대 소장. "CE-4 착륙 지점의 지하 표면은 전파에 훨씬 더 투명하며,이 질적 관측은 두 착륙 지점에 대해 완전히 다른 지질 학적 맥락을 암시한다." Li와 그의 팀은 LPR을 사용하여 달 표면에 무선 신호 를 전송 하여 500MHz의 고주파수 채널에 의해 40 미터의 깊이에 도달했습니다. 이는 이전에 CE-3에 의해 도달 된 깊이의 3 배 이상입니다. 이 데이터는 연구자들이 지하 표층의 대략적인 이미지를 개발할 수있게 해주었다. "약 106 미터 거리에서 로버 경로를 따라 레이더 이미지의 우수한 품질에도 불구하고, 레이더 특징의 공간 분포 및 형태의 복잡성은 그러한 특징을 생성 한 지질 구조 및 사건의 식별을 매우 어렵게한다"고 말했다. NAOC와 제휴 관계에있는 작가 인 Su Yan. 연구원들은 레이더 이미지와 단층 데이터 및 지하 표면의 정량 분석을 결합했습니다. 그들은 지하면이 본질적으로 다른 크기의 바위를 포함하는 다공성 다공성 입자로 만들어 졌다고 결론 지었다. 그 내용은 유성과 초기 우주 은하가 달을 강타한 난기 초기 은하의 결과 일 가능성이 높습니다. 충격 부위는 재료를 다른 영역으로 방출하여 다양한 층을 가진 지하 표면 위에 크레이트 표면을 만듭니다. 음력 작동 첫 2 일 동안 LPR에 의해 수집 된 레이더 데이터 의 결과는 파면 하부 표면 구조의 첫 번째 전자기 이미지와 이젝트 퇴적물의 층상 구조의 첫 번째 '지상 진실'을 제공합니다. Li는“이 결과는 이젝트 시퀀스와 그 기하학적 특성에 기여하는 다른 제품의 공간 분포를 전례없는 방식으로 설명한다”고 말했다. "이 연구는 LPR의 광범위한 사용이 달의 영향과 화산의 역사에 대한 우리의 이해를 크게 향상시킬 수 있으며 달의 먼 쪽의 지질 진화에 대한 이해에 새로운 빛을 비출 수 있음을 보여줍니다."
더 탐색 최초의 성공적인 음력 측방 착륙 재건 더 많은 정보 : C. Li el al., "Chang'E-4 Lunar Penetrating Radar에 의해 공개 된 달의 먼 얕은지면 구조", Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aay6898 , https://advances.sciencemag.org/content/6/9/eaay6898 저널 정보 : 과학 발전 중국 과학원 제공
https://phys.org/news/2020-02-side-moon-change-probes-meters.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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