천문학 자들은 근처의 별 형성 은하에서 거의 3,000 개의 후보 별을 식별합니다
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.천문학 자들은 근처의 별 형성 은하에서 거의 3,000 개의 후보 별을 식별합니다
Tomasz Nowakowski, Phys.org NGC 6822의 합성 광학 및 적외선 이미지. 크레딧 : Hirschauer et al., 2020.
천문학 자들은 영국 적외선 망원경 (UKIRT)과 NASA의 Spitzer Space Telescope를 사용하여 NGC 6822로 알려진 근처의 별 형성 은하에 대한 광도 관측을 수행했습니다. 그들은이 은하의 거의 3,000 명의 후보 별을 발견했습니다. arXiv 사전 인쇄 서버에서 2 월 27 일 지구에서 약 1,600 광년 떨어진 곳에 위치한 NGC 6822는 고립되고 금속이 불쌍하며 별이 형성되는 불규칙 은하입니다. 은하의 근접성, 격리 및 낮은 금속성을 고려하면, 별이 빛나는 인구를 연구하는 데 이상적인 목표 인 것 같습니다. 또한 NGC 6822의 금속이 열악한 특성과 활성 별 형성 특성 은 피크 별 형성 시대에서 우주 의 활성 은하 와 중요한 유사성을 만듭니다 . 은하계는 초기 우주의 먼지 수명주기에 대한 지식을 향상시킬 수있는 유용한 실험실로 인식되고 있습니다. 메릴랜드 주 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소의 Alec Hirschauer가 이끄는 천문학 자 팀은 UKIRT와 Spitzer를 사용 하여 NGC 6822에서 먼지가 있고 진화 된 별 을 식별했습니다. 근적외선 광도계로 먼지 생성 진화 별을 찾을 수있었습니다. 이 은하의 적색 초거성 (RSG)과 열 펄스 점근 거대 가지 (TP-AGB) 별 후보를 포함합니다. "이 연구에서 우리는 근처의 금속이 난쟁이 별 형성 은하 NGC 6822의 Sibbons 등 (2012)과 Khan 등 (2015)의 근적외선 광도계 데이터를 결합하여 카탈로그를 생성했습니다. 먼지가 많고 진화 된 별의 특성에 유용합니다. "라고 연구자들은 논문에 썼습니다. 이 연구는 2,902 개의 먼지가 있고 진화 된 후보 별을 발견했으며 그중 1,292 개는 RSG로 분류되었고 1,050은 산소가 풍부한 AGB별로 분류되었으며 560은 탄소가 풍부한 AGB별로 밝혀졌습니다. 또한, 관찰 결과 277 개의 젊은 항성 물체 (YSO) 후보가 확인되었다. 천문학 자에 따르면, 그 결과는 NGC 6822의 중심 별 막대에 AGB 별이 풍부하다는 것을 시사합니다. 연구진은 또한이 은하의 전 성적 금속성이 -1.286 수준으로 밝혀졌으며 이는 이전 연구와 일치한다. 또한, 중앙에 위치한 소형 클러스터 내에서 비교적 많은 수의 YSO 후보자가 Spitzer I이라는 명칭을받은 내장 된 대용량 별 형성 영역을 공개했습니다. NGC 6822의 영역을 형성하는 것은 진화의 초기 단계에서 프로토 스타 클러스터가 될 수 있음을 알았습니다. 그 결과를 종합 해보면, 연구원들은 제임스 웹 우주 망원경 (JWST)과 같은기구로 NGC 6822의 미래 관측이 확인 된 후보 별을 확인하는데 도움이 될 것이라고 덧붙였다. 이러한 연구는이 은하계의 더럽고 진화 된 별들에 대해 더 많은 통찰력을 제공 할 가능성이있다. 더 탐색 NGC 6822에서 젊은 항성 개체군 연구 추가 정보 : Metal-Poor Galaxy NGC 6822의 먼지 투성이 스텔라 탄생과 죽음 arXiv : 2002.12437 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2002.12437
https://phys.org/news/2020-03-astronomers-candidate-stars-nearby-star-forming.html
.식물 게놈 공학을위한 새로운 실행 가능한 CRISPR-Cas12b 시스템 구축
로 메릴랜드 대학 CRISPR 유전자 편집. 크레딧 : National Institutes of Health, 2020 년 3 월 9 일
Nature Plants 의 새로운 간행물에서메릴랜드 대학 이핑 치 (Yiping Qi)의 식물 과학 조교수는 식물에서 처음으로 가능한 CRISPR 게놈 엔지니어링 시스템 인 CRISPR-Cas12b를 설립했습니다. CRISPR은 종종 특정 형질을 제거, 교체 또는 편집 할 수 있도록 DNA를 절단하기 위해 정밀 육종에 사용되는 분자 가위로 생각됩니다. CRISPR을 아는 대부분의 사람들은 CRISPR-Cas9를 시작한 시스템을 생각하고있을 것입니다. 그러나 Qi와 그의 실험실은 질병, 해충 및 기후 변화의 영향을 억제 할 수있는 작물의 다양한 응용 분야에보다 효과적이고 효율적이며 정교한 새로운 CRISPR 도구를 지속적으로 탐색하고 있습니다. CRISPR-Cas12b를 통해 Qi는 다양하고 사용자 정의가 가능하며 궁극적으로 하나의 시스템에서 효과적인 유전자 편집, 활성화 및 억제를 제공하는 시스템에 시스템을 제공합니다. Qi는 "이것은 식물 게놈 공학을위한이 새로운 CRISPR-Cas12b 시스템의 첫 번째 시연이며, 새로운 기술을 통해 이와 같은 시스템을 보완하고 개선 할 수있게되어 기쁩니다."라고 Qi는 말합니다. "우리는이 시스템이 얼마나 유용한 지 보여주기 위해이 툴을위한 완전한 툴 패키지를 개발하고 싶었 기 때문에 편집뿐만 아니라 유전자 억압 및 활성화 방법 개발에 중점을 두었습니다." 식물의 다른 CRISPR 시스템에서는 궁극적으로 누락 된이 완벽한 방법 모음입니다 . 공장에서이 백서 전에 사용 가능한 두 가지 주요 시스템은 CRISPR-Cas9 및 CRISPR-Cas12a입니다. CRISPR-Cas9는 단순성으로 매우 짧은 DNA 서열을 인식하여 게놈을 절단하는 데 널리 사용되는 반면, CRISPR-Cas12a는 다른 DNA 표적화 서열을 인식하고 시스템을 커스터마이징하기 위해 추가적인 복잡성을 가진 DNA에서 더 큰 엇갈린 컷을 허용합니다. CRISPR-Cas12b는 이름에서 알 수 있듯이 CRISPR-Cas12a와 더 유사하지만이 시스템이있는 식물에서 유전자 활성화를 제공하는 강력한 능력은 없었습니다. CRISPR-Cas12b는 유전자 활성화 효율을 높이고 유전자 억제 를위한 광범위한 표적 부위를 제공합니다.특성의 유전자 발현을 켜거나 (활성화) 또는 끄거나 (억제)해야하는 경우에 유용합니다. Qi는“사람들은 CRISPR을 생각할 때 게놈 편집을 생각하지만 실제로는 CRISPR은 DNA에 이미있는 특정 측면을 목표로하거나 모집하거나 승진시킬 수있는 복잡한 시스템입니다. " CRISPR을 절단 도구 로 사용하지 않고 , 활성화 제 또는 억제기를 유인하여 형질을 유도하거나 억제하는 결합 도구로 CRISPR을 사용하여 특정 유전자 의 활성화 또는 억제를 조절할 수 있습니다 ." 이 능력은 특히 유전자 활성화가 목표 일 때 CRISPR-Cas12b가 CRISPR-Cas12a보다 우위를 점하게합니다. 또한이 시스템은 광범위한 응용 분야에 걸쳐 절단 및 유전자 조절을 사용자 정의 할 수있는 기능을 포함하여 식물에 대한 CRISPR-Cas12a에 내재 된 모든 양성을 유지합니다. 실제로 Qi와 그의 실험실은 멀티 플렉스 게놈 편집을 위해 CRISPR-Cas12b 시스템의 용도를 변경할 수도있었습니다. 즉, 단일 단계에서 여러 유전자를 동시에 표적화 할 수 있습니다. Qi는 "복잡성이 추가되면 유전자 활성화, 억제 또는 후성 유전 학적 변화에 대해보다 구체적이거나 다른 이펙터를 타겟팅 할 수있다"고 말했다. "이 시스템은 더 많은 수정과 더 많은 도메인을 가지고 플레이 할 수 있기 때문에 더 다재다능합니다. 따라서 전체 시스템을 엔지니어링 할 수있는 더 많은 기회가 있습니다. 더 복잡한이 하이브리드 시스템을 보유한 경우에만 가장 강력한 유전자 활성화와 편집 기능. " 본 논문에서 완성 된 CRISPR-Cas12b의 초기 작업은 이미 세계적인 주요 작물 인 쌀에서 수행되었다. 그러나 Qi와 그의 실험실은 추가 작물에 대한 응용 프로그램 개발을 포함하여 식물 게놈 공학을 더욱 향상시키고 개선하기 위해 더 많은 시스템을 탐색하고자합니다. "이러한 유형의 기술은 변화하는 세계에서 작물 수확량을 높이고 지속적으로 증가하는 인구를 공급할 수 있도록 도와줍니다. 결국 우리는 연구자들의 활동과 그 영향 사이의 격차를 해소해야하기 때문에 광범위한 영향과 공공 봉사 활동 에 대해 이야기 하고 있습니다. Qi는 강조합니다.
더 탐색 클래스 1 CRISPR 시스템을 사용한 게놈 컷 앤 페이스트 추가 정보 : CRISPR–Cas12b는 효율적인 식물 게놈 공학, Nature Plants (2020)를 가능하게합니다. DOI : 10.1038 / s41477-020-0614-6 , https://nature.com/articles/s41477-020-0614-6 저널 정보 : 자연 식물 메릴랜드 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-viable-crispr-cas12b-genome.html
.연구에 따르면 활성 물질 시스템의 집단 역학
브라운 대학교 Kevin Stacey 새로운 연구는 활성 물질 시스템의 결함 패턴을 특징으로합니다. 결함은 자발적으로 형성되고 자멸하는 루프를 형성하는 경향이 있습니다. 크레딧 : Duclos et. 알.2020 년 3 월 9 일
하늘을 가로 질러 눈부신 패턴을 생성하는 찌르레기 무리는 활동적인 물질, 집단의 역학을 만들기 위해 함께 모이는 개별 요원의 자연스러운 예입니다. 사이언스 (Science ) 저널 3 월 6 일호에 실린 연구에서 브라운 대학 물리학자를 포함하는 연구팀은 활성 물질 시스템 내부에서 일어나는 일에 대한 새로운 통찰을 밝힙니다. 이 연구는 3 차원 액티브 네마 틱을 사용한 실험을 설명합니다. Nematic은 스마트 폰 및 TV 디스플레이에 널리 사용되는 액정의 종류에서 나타나는 물질의 상태를 설명합니다. 액정에서 시가 모양의 분자는 액체 에서처럼 움직일 수 있지만, 결정과 거의 같은 방향으로 다소 순서대로 유지되는 경향이 있습니다. 일반 액정 에서 분자는 수동적이므로 자체 추진 능력이 없습니다. 그러나이 새로운 연구에 참여한 시스템은 이러한 수동 분자를 연료를 소비하고 스스로 추진할 수있는 작은 미세 소관 묶음으로 대체합니다. 연구의 목표는 그러한 활동적인 요소가 시스템의 순서에 어떤 영향을 미치는지 연구하는 것이 었습니다. 머 서드 캘리포니아 대학 물리학과 조교수 다니엘 벨러 (Daniel Beller)는“이 미세 소관은 정렬되는 경향이 있지만 운동에 따라 자신의 정렬 순서를 지속적으로 파괴하고있다”고 말했다. 브라운 박사후 연구원. "따라서 정렬에 결함을 일으키는 집단 운동이 있으며, 이것이 우리가 여기서 연구하는 것입니다." 시스템이 발전함에 따라 결함은 어떤 의미에서 생겨나 고 시스템을 통과하는 선, 고리 및 기타 구조를 만듭니다. 연구자들은 파괴없이 변형하는 방법에 관한 수학의 분기 인 토폴로지를 사용하여 구조를 연구했습니다. 브라운의 물리학과 교수이자 연구 저자 인 Robert Pelcovits는“이러한 시스템의 역학을 이해하는 것이 목표라면 역학을 특성화하는 방법으로 새롭게 등장한 토폴로지 구조에 초점을 맞추는 것입니다. . "이 간단한 시스템에서 지침을 얻을 수 있다면보다 복잡한 시스템을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다." Brown의 공학 및 물리학 교수 인 Beller, Pelcovits 및 Thomas Powers는이 연구의 이론적 연구를 이끌었습니다. 실험 작업은 Brandeis University 및 California University, Santa Barbara의 연구원들이 수행했습니다. Max Planck Institute of Dynamics and Self-Organization, Chicago University, Brandeis 및 Eindhoven University of Technology의 연구원들은 컴퓨터 모델링 전문 지식에 기여했습니다. 이러한 종류의 작업은 2 차원 시스템에서 수행되었지만 3D 시스템이 이런 방식으로 처음 연구 된 것은 이번이 처음입니다. 연구에 따르면 시스템의 주요 토폴로지 구조는 자발적으로 출현하고 확장 된 후 자체 소멸되는 루프 구조 인 것으로 나타났습니다. 루프는 더 잘 연구 된 2 차원 시스템에서 나타나는 결함의 종류와 관련이 있지만 핵심적인 방식이 다르다고 연구원들은 말한다. 2-D에서, 결함은 입자 및 반입자와 약간 반대되는 특성 또는 "전하"를 갖는 점 쌍으로 발생합니다. 일단 형성되면 결국 반대 전하 로 결함 이 생길 때까지 존재 하여 소멸됩니다. 반대로 3D로 형성되는 루프는 충전되지 않습니다. 결과적으로 그들은 스스로 형성하고 소멸합니다. 그러나 여전히 2 차원 결함 구조와 관련이 있습니다. 실제로 3D 루프는 2D 포인트 결함의 확장으로 생각할 수 있습니다. 2 차원 표면에 두 점 결함이 있다고 상상해보십시오. 이제이 두 점을 2D 표면에서 나오는 호와 표면의 밑면에있는 두 번째 호로 연결하십시오. 결과는 포인트의 전하가 모두 있지만 루프 자체는 중립입니다. 그것은 핵 생성과 소멸을 가능하게합니다. 연구원들은이 시스템의 역학에 대한 새로운 이해가 박테리아 식민지, 인체의 구조 및 시스템 또는 기타 시스템과 같은 실제 시스템에 적용될 수 있기를 희망합니다. 벨러는“여기서 우리가 찾은 것은 이러한 경향이 있지만 유사한 축적 된 에너지를 가진 유사한 시스템에 완전히 존재할 것이라고 생각하는 일반적인 행동의 집합”이라고 Beller는 말했다.
더 탐색 흔들리는 미세 소관은 '활성'결함과 곡률의 결합을 이해하는 데 도움이됩니다. 추가 정보 : Guillaume Duclos et al., 3 차원 활성 nematics의 토폴로지 구조 및 역학, Science (2020). DOI : 10.1126 / science.aaz4547 저널 정보 : 과학 Brown University 제공
https://phys.org/news/2020-03-reveals-dynamics.html
.바이러스가 대칭 쉘을 형성하는 방법
작성자 : Iqbal Pittalwala, University of California-리버 사이드 크레딧 : University of California-Riverside ,2020 년 3 월 9 일
모든 유형의 생명체를 감염시킬 수있는 작은 질병을 유발하는 기생충 인 바이러스는 잘 연구되었지만 많은 미스테리는 남아 있습니다. 그러한 미스터리 중 하나는 구형 바이러스가 에너지 장벽을 우회하여 대칭 껍질을 만드는 방법입니다. 리버 사이드 캘리포니아 대학의 물리학 자 로야 잔디 (Roya Zandi)가 이끄는 연구팀이이 수수께끼를 풀고있다. 연구팀은 ACS Nano에 발표 된 논문 에서 분자 수준에서 에너지의 상호 작용이 껍질 형성을 가능하게한다고 보고했다 . 바이러스 조립에 기여하는 요소를 이해하면 생 의학적 시도로 바이러스 복제 및 감염 을 차단할 수 있습니다 . 바이러스 성 껍질 (자연의 나노 컨테이너)이 어떻게 형성되는지 이해하는 것은 재료 과학자들에게 매우 중요하며, 신체의 특정 표적에 약물을 전달하기위한 수단으로 사용될 수있는 공학적 나노 껍질의 설계에서 중요한 단계입니다. Zandi의 연구팀 은 곡선 껍질 표면의 단백질 자체 구성에서 단백질 농도와 탄성 에너지 의 역할을 조사하여 바이러스가 많은 에너지 장벽을 우회 하는 방법을 이해했습니다 . 물리 및 천문학과의 Zandi 교수는 "바이러스 어셈블리에서 탄성 에너지, 게놈-단백질 상호 작용 및 단백질 농도의 결합 된 효과를 이해하는 것이 우리의 연구의 획기적인 요소"라고 말했다. "우리의 연구에 따르면 단백질 농도가 높거나 매력적인 상호 작용으로 지저분한 껍질이 형성되면 껍질이 커짐에 따라 탄성 에너지 비용이 너무 높아져 여러 개의 결합이 끊어지고 분해되어 결과적으로 나타납니다 대칭 쉘의 재 조립. " 바이러스 란 무엇입니까? 생물학에서 가장 간단한 물리적 대상인 바이러스는 캡시드라고하는 단백질 껍질로 구성되어 있으며 핵산 게놈 (RNA 또는 DNA)을 보호합니다. 바이러스는 유전자 물질을 살아있는 세포에 삽입하는 RNA 또는 DNA의 이동식 용기로 생각할 수 있습니다. 그런 다음 세포의 생식기계를 인수하여 자신의 게놈과 캡시드를 재생산합니다. 캡시드 형성은 바이러스 감염 과정에서 가장 중요한 단계 중 하나입니다. 캡시드는 원통형 또는 원뿔형 일 수 있지만,보다 일반적으로 축구 공과 같은 정 이십 면체 구조를 가정한다 . 면체는 12 개 정점 20 개면, 30 개면과 기하학적 구조이다. 공식적인 축구 공 은 잘린 정 이십 면체라고하는 정 이십 면체입니다. 그것은 육각형으로 서로 분리 된 20 개의 육각형과 12 개의 펜타곤의 모양으로 자른 32 개의 패널을 가지고 있습니다. 바이러스가 매우 작아서 나노 미터 단위로 측정되기 때문에 바이러스 어셈블리는 잘 이해되지 않습니다. 나노 미터는 10 억분의 1 미터입니다. 어셈블리는 일반적으로 밀리 초 단위로 매우 빠르게 발생하며, 밀리 초는 1 분의 1 초입니다. 바이러스가 어떻게 자라는 지 이해하려면 이론적 인 작업과 시뮬레이션이 필요합니다. Zandi는“ 바이러스 성 쉘 은 매우 대칭 적이다. "하나의 오각형 결함이 잘못된 위치에 형성되면 대칭성을 무너 뜨립니다. 이러한 감도에도 불구하고 바이러스 껍질은 종종 잘 정의 된 대칭 구조로 조립됩니다." 나노 차량 Zandi는 실험 데이터의 부족으로 인해 바이러스 조립 과정이 잘 이해되지 않았다고 설명했습니다. 새로운 연구 결과는 캡시드 단백질 의 탄성 특성 과 이들 사이의 매력적인 상호 작용이 에너지 적으로 매우 안정적인 고도로 대칭적인 구성을 형성한다는 것을 발견했습니다. 그녀는“이러한 변수들을 미세 조정함으로써 바이러스 캡시드의 최종 구조와 안정성을 제어 할 수있다”고 말했다. "이러한 바이러스 캡시드는 약물을 특정 대상으로화물로 운송하기위한 나노 컨테이너로 사용될 수 있습니다. 약물 전달 및 유전자 전달 목적에 매우 유망한 것은 이들이 안정적이며 높은 흡수 효율을 가지며 독성이 낮다는 것입니다." 이미 일부 실험 그룹은 제약 회사와 협력하여 바이러스 조립 을 방해하거나 차단하는 약물을 설계하고 있습니다. 그녀의 실험실은 국제 공동 작업자와 협력하여 바이러스 어셈블리를 더 잘 이해하기위한 시뮬레이션을 설계하고 있습니다. 그녀는“최종 바이러스 구조의 안정성에 영향을 미치는 요소를 이해하면 약물 전달 과정을보다 통제 가능하게 만들 수있다.
더 탐색 물리학 자들은 큰 구형 바이러스가 어떻게 형성되는지 설명 추가 정보 : Sanaz Panahandeh et al., 바이러스가 에너지 장벽을 우회하여 대칭 쉘을 형성하는 방법, ACS Nano (2020). DOI : 10.1021 / acsnano.9b08354 저널 정보 : ACS Nano 에서 제공하는 리버 사이드 - 캘리포니아 대학
https://phys.org/news/2020-03-virus-symmetric-shells.html
.발견은 신비한 자외선의 기원을 가리킨다
작성자 : Lisa Potter, 유타 대학교 Lyman-alpha blob 6 (LAB-6) 주변의 하늘의 3 색 이미지. 초록색은 LAB-6의 Lyman-alpha 방출입니다. LAB-6은 별자리 Grus 방향으로 우리로부터 185 억 광년 떨어져 있으며, 약 50 만 광년으로 연장됩니다. 노란색 상자의 물리적 크기는 326 만 광년입니다. 이 이미지에서 보이는 대부분의 은하들은 전경 은하입니다. (청색 : 1.258 미크론에서 VLT / Hawk-I J 대역; 적색 : 2.146 미크론에서 VLT / Hawk-I Ks 대역; 녹색 : 세로 토로 아메리카 대륙 천문대에서 Blanco 4m 망원경으로 0.411 미크론에서 Lyman- 알파 방출) Credit : Yiping Ao / VLT / Hawk-I / Blanco 2020 년 3 월 9 일
수십억 광년 떨어져서, 거대한 수소 가스 구름은 특별한 종류의 방사선, 즉 리만-알파 방출로 알려진 자외선의 일종을 만들어냅니다. 빛을 방출하는 거대한 구름은 LAB (Lyman-Alpha Blob)입니다. 실험실은 우리 은하보다 몇 배나 크지 만 20 년 전에 발견되었습니다. 이 방사선을 생성하려면 수십억 태양에 해당하는 에너지 출력을 생각할 때 매우 강력한 에너지 원이 필요하지만 과학자들은 그 에너지 원이 무엇인지 토론합니다. 3 월 9 일 Nature Astronomy 에 발표 된 새로운 연구 는 에너지 원이 LAB가 존재하는 별 형성 은하의 중심에 있다는 증거를 제공합니다. 이 연구는 성좌 방향으로 180 억 광년 떨어져있는 Lyman-alpha blob 6 (LAB-6)에 중점을두고 있습니다. 협력팀은 LAB-6의 독특한 특징을 발견했습니다. 수소 가스는 그 자체로 떨어지는 것으로 보입니다. LAB-6은 소위 침입 가스 시그니처에 대한 강력한 증거가있는 최초의 LAB입니다. 흡기 가스는 금속 원소가 풍부하기 때문에 LAB의 흡기 수소 가스는 별 형성 은하 자체가 아닌 은하계 매개체에서 유래 한 것입니다. 유입 가스의 양이 너무 낮아 관찰 된 라이만-알파 방출에 전력을 공급할 수 없습니다. 이 발견은 중심 별 형성 은하가 리만-알파 방출을 담당하는 주요 에너지 원이라는 증거를 제공한다. 또한 LAB의 구조에 대한 새로운 의문을 제기합니다. 유타 대학 물리학과 천문학 부교수 인 Zheng Zheng은“이것은 우리에게 수수께끼를 준다. 우리는 별을 형성하는 은하 주위에 가스가 흘러 나올 것으로 예상한다. Zheng은 데이터 분석 노력에 합류하여 U 대학원생 Shiyu Nie와 이론적 해석을 이끌었습니다. "그러나 이것은 가스가 유입되는 유일한 리만-알파 블랍 인 것 같습니다. 왜 이것이 그렇게 드문가?" 저자들은 유럽 남부 관측소 (European Southern Observatory, ESO)와 Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA)에서 VLT (Very Large Telescope)를 사용하여 데이터를 획득했습니다. 중국 과학 아카데미의 퍼플 마운틴 천문대 책임자 인 Yiping Ao는 10 년 전에 LAB-6 시스템을 처음 관찰했습니다. 그는 수소 가스 덩어리의 극단적 인 크기를 기반으로 당시에도 시스템에 특별한 무언가가 있다는 것을 알고있었습니다. 그는 더 자세히 볼 기회를 얻었습니다. "운이 좋으면, 우리는 은하의 속도를 낮추면서 ALMA로부터 분자 구성을 포착하는데 필요한 데이터를 얻을 수 있었다"고 그는 말했다. "ESO의 광학 망원경 VLT는 우리에게 Lyman-alpha 방출의 중요한 스펙트럼 광 프로파일을 제공했습니다." 수소의 빛은 비밀을 밝혀 우주는 수소로 가득 차 있습니다. 수소 전자는 다른 에너지 수준에서 원자핵을 공전합니다. 중성 수소 원자가 에너지로 분사 될 때, 전자는 더 높은 에너지 수준으로 더 큰 궤도로 부스팅 될 수있다. 그러면 전자가 한 궤도 수준에서 다른 궤도 수준으로 점프하여 광자를 생성 할 수 있습니다. 전자가 바로 인접한 궤도에서 가장 안쪽 궤도로 이동할 때, 자외선 스펙트럼에서 리만-알파 방출이라고하는 특정 파장의 광자를 방출합니다. 리만-알파 방출을 생성하기에 충분한 수소에 에너지를 공급하기 위해서는 강력한 에너지 원이 필요하다. 저자는 리만-알파 방출의 운동학을 분석함으로써 유입 가스 특성을 발견했다. 리만-알파 광자가 방출 된 후, 수소 원자로 채워진 환경과 마주 친다. 그것은 환경을 탈출하기 전에 핀볼 기계에서 움직이는 공처럼 여러 번이 원자에 충돌합니다. 이 출구는 방출을 먼 거리로 바깥쪽으로 확장시킵니다. 리만-알파 방출은 여기서 리만-알파 라인으로 표시되는 파장이다.
가스가 유출되면 Lyman-alpha 방출이 더 길고 붉은 파장으로 이동합니다. 가스가 유입되면 반대 현상이 발생합니다. Lyman-alpha 방출의 파장이 짧아 져서 더 파란 스펙트럼으로 이동합니다. 크레딧 : Zheng Zheng
이 모든 수신 거부는 가스의 움직임이 도플러 효과를 유발하므로 광파의 방향뿐만 아니라 주파수도 변경합니다. 가스가 유출되면 Lyman-alpha 방출이 더 길고 붉은 파장으로 이동합니다. 가스가 유입되면 반대 현상이 발생합니다. 라이만-알파 방출의 파장이 짧아 져서 더 파란 스펙트럼으로 이동합니다. 이 논문의 저자들은 라이먼-알파 광자에 대한 튀는 효과가 없다면, 지구의 전망으로부터 라이먼-알파 방출의 예상 파장을 찾기 위해 ALMA 관찰을 사용했습니다. VLT 관측으로,이 블롭으로부터의 라이만-알파 방출이 더 긴 파장으로 이동하여 가스 유입을 암시한다는 것을 발견했다. 그들은 모델을 사용하여 스펙트럼 데이터를 분석하고 수소 가스 의 운동학을 연구했습니다 . 유입 가스는 리만-알파 방사선의 기원을 좁 힙니다. 실험실은 매년 수백에서 수천의 태양 질량으로 별을 형성하는 거대한 은하와 관련이 있습니다. 리만-알파 방출의 거대한 후광은이 은하들을 둘러싸고 있으며, 약 100 억 태양에 해당하는 수십만 광년에 걸쳐 리만-알파 가스 덩어리를 형성합니다. 가스 방울 내에서의 움직임은 은하의 상태에 대해 무언가를 말해 줄 수 있습니다. 유입 가스는 여러 가지 다른 방식으로 발생할 수 있습니다. 거대한 은하수의 두 번째 단계 일 수 있습니다. 거대한 별이 죽으면 폭발하여 가스를 바깥쪽으로 밀고 나중에는 안쪽으로 떨어집니다. 또 다른 옵션은 콜드 스트림 (cold stream)입니다. 천정 물체 사이에 떠 다니는 수소 필라멘트가있어 우물 중심으로 끌어 당겨서 유입 가스 특성을 만듭니다. 저자의 모델은이 LAB의 유입 가스가 후자의 시나리오에서 나온다고 제안합니다. 그들은 금속 먼지가 거의없는 Lyman-alpha light profile의 모양을 분석했다. 천문학에서 금속은 헬륨보다 무거운 것입니다. 별은 우주에서 모든 무거운 요소를 생성합니다. 폭발 할 때 금속 요소가 생성되어 은하계 공간에 퍼집니다. "가스가이 은하에서 나온다면, 더 많은 금속을 볼 수있을 것입니다. 그러나이 금속에는 많은 금속이 없었습니다."라고 Zheng은 말했다. "이 징후는 가스가이 별 형성 요소로 오염되지 않았 음을 나타냅니다." 또한, 그들의 모델은 주변 가스가 관측 된 리만-알파 방출량에 비해 너무 낮은 1 년에 2 개의 태양 질량에 상응하는 에너지 전력만을 생산한다는 것을 나타낸다. 이 발견은 별을 형성하는 은하가 리만-알파 방출의 주요 원인이며, 유입 가스는 스펙트럼 프로파일을 형성하는 작용을한다는 강력한 증거를 제공한다. 그러나 질문에 완전히 대답하지는 않습니다. "아직도 다른 가능성이있을 수있다"고 Ao는 말했다. "은하가 중앙에 매우 거대한 블랙홀을 가지고 있다면 방출을 생성하기에 충분히 멀리 이동할 수있는 에너지가 풍부한 광자를 방출 할 수있다." 향후 연구에서, 저자들은 복잡한 가스 역학을 분해하여 LAB에 왜 가스가 떨어지는 지 알아 내기를 원합니다. 유입 가스는 예를 들어 시스템의 방향에 따라 달라질 수 있습니다. 또한 원자와 충돌 할 때 라이먼-알파 방출 광자의 움직임을 이해하기 위해보다 현실적인 모델을 만들고자합니다. 더 탐색 허블은 근처의 항성 은하에서 빛과 먼지를 본다 추가 정보 : Yiping Ao et al., Lyman-α blob의 유입 가스, Nature Astronomy (2020). DOI : 10.1038 / s41550-020-1033-3 저널 정보 : 자연 천문학 유타 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-discovery-mysterious-ultraviolet.html
.군인 개미에 대한 연구에 따르면 진화는 반대로 진행될 수 있습니다
캐서린 펜츠, 록펠러 대학교 거북이 개미 병사들은 정교한 갑옷, 머리로 둥지 입구를 방어합니다. 학점 : George Washington University, Scott Powell 2020 년 3 월 9 일
거북이 개미 군인들은 일본 애니메이션 영화에서 실제 생물처럼 보입니다. 이 나무에 사는 곤충은 반짝 거리고, 웅장한 크기의 머리를 깎아 내고 둥지의 입구를 막는 데 필수적으로 살아있는 문 역할을합니다. 모든 머리 모양이 똑같지는 않습니다. 일부 군인들은 맨홀 뚜껑과 비슷하고 터널 입구를 완벽하게 봉인하는 군인을 가지고 있습니다. 다른 이들은 사각형 머리를 가지고 있으며 스파르타 군대의 겹치는 방패를 연상시키는 멀티 멤버 봉쇄로 조립됩니다. 이 다양한 머리 모양은 자연의 기이 한 이상한 것 이상을 보여줍니다. 또한 생태 틈새를 채우기 위해 종이 어떻게 진화하는지에 대한 빛을 비출 수도 있습니다. 그리고 국립 과학원 (National Academy of Sciences) 절차에 발표 된 새로운 연구 가 항상 전문화를 향한 일방적 인 거리는 아니다. 때로는 종을 좀 더 일반적인 단계로 되돌릴 수도 있습니다. 록펠러의 사회 진화 행동 연구실 장인 다니엘 크로나 우어 (Daniel Kronauer)는“종종 일단 특수화되면 매우 좁은 틈새 시장에 갇혀 있다고 생각할 것이다. "하지만 거북 개미는 앞뒤로 많은 역동적 인 진화 궤적의 흥미로운 사례입니다." 진화로 만든 성냥 식민지에 사는 다른 많은 사회 곤충과 마찬가지로 거북 개미는 다른 기능을 전문으로하며 종종 직무에 맞는 과장된 기능을 진화시킵니다. 군인들에게이 과정은 다양한 모양의 커다란 머리를 만들어 냈습니다. "가장 작은 거북이 개미 군인 사이에는 엄청난 4 배의 차이가 있습니다조지 워싱턴 대학의 생물 학자이자이 새로운 연구의 책임자 인 스콧 파웰 (Scott Powell)은“ 머리에는 . "사람들이 이것을 이해하도록 돕기 위해, 나는 가장 작은 종들이 가장 큰 종의 머리에 편안하게 앉을 수 있다고 종종 말합니다." 거북 개미 군인의 머리 모양과 크기는 해당 종이 차지하는 터널 유형에 따라 결정됩니다. 개미는 터널 자체를 파지 않고 나무 지루한 딱정벌레가 발굴 한 것으로 이동합니다. Kronauer에 따르면 수동식 터널이 너무 크거나 작을 수 있기 때문에 개미가이를 점유 할 수 있도록 급격히 다양 화되고 있다고한다. 거북이 머리와 터널의 관계는 자연 선택에 대한 독창적 인 통찰력을 제공 할 수 있습니다. 연구자들은 머리 둘레와 특성을 네스트 입구 크기에 맞게 진화 된 생태 학적 특징과 쉽게 비교할 수 있습니다. 크로나 우어는 "정확히 같은 규모로 1 : 1 일치한다"고 말했다. 역동적 인 프로세스 연구진은 다양한 머리 모양의 진화 과정을 조사하기 위해 군인들이 사각형, 돔, 디스크 또는 접시 모양의 머리를했는지 여부에 따라 89 종의 거북이 개미를 분류했습니다. 또한 군인이없는 거북 개미 그룹도 포함되었습니다. 그런 다음 이전에 수집 한 종의 유전 정보를 사용하여 이러한 그룹 간의 진화 관계를 조사했습니다. 진화가 일방 통행 길이라면 첫 거북 개미 약 4 천 5 백만 년 전에 등장한 는 병사를 완전히 잃어버린 다음 점차 전문화를 향하여 진화했습니다. 맞춤형 접시 머리. 그러나 새로운 분석은 이것이 사실이 아니라고 제안합니다. 대신에, 연구원들이 추적 할 수있는 가장 오래된 공통 조상은 사각형 머리를 가지고 있었을 것입니다. 그 조상은 군인이 전혀없는 종에서 다른 수준의 전문화를 가진 종족까지 다양한 종을 형성했습니다. 경우에 따라,보다 전문적인 종 은 시간이 지남에 따라 방향을 바꾸어 더 일반적인 머리 모양 으로 다시 발전했다 . 이 발견은 유기체의 모양이 그들이 차지하고있는 환경의 상황에 얼마나 놀랍도록 유연한 자연이 될 수 있는지를 잘 보여줍니다. 크로나 우어는“진화가 진행해야 할 공간은 실제로 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 크다”고 덧붙였다. 더 탐색 노무자, 문지기, 미래 여왕 : 거북 개미의 신경 생물학은 노동 분열을 반영합니다. 더 많은 정보 : Scott Powell el., "트래 스트 진화는 거북 개미의 군인 계급에서 가역적이고 반복 가능하며 분리되어있다"( PNAS , 2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1913750117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 Rockefeller University 제공
https://phys.org/news/2020-03-soldier-ants-reveals-evolution-reverse.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.
.연속적인 다 방향 강성 기울기를 갖는 셀룰로오스 기반 재료의 추가 제조
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 연속 그라디언트를 인쇄하기위한 제조 공정의 개략도. (A) 인쇄 용액 제조 회로도. 분말 형태의 하이드 록시 에틸 셀룰로오스 (HEC)를 물에 용해시키고 비이커에서 첨가제와 혼합 한 후 주사기로 옮긴다. (B) 제어 시스템의 다이어그램 및 3D 인쇄 시스템의 회로도. 다이어그램 (왼쪽)은 피드백 루프를 통해 (I) 압출 시스템과 (III) 포지셔닝 시스템을 동기화하는 통신 워크 플로우를 보여줍니다. 3D 프린팅 시스템 (오른쪽)은 (I) 압출 시스템 (하나 또는 두 개의 주사기 펌프), (II) 저장소 (주사기) 및 (III) 포지셔닝 시스템 (맞춤형 저가형 3D 프린터 TEVO Tarantula i3)으로 구성됩니다. . 전달 튜브 (IV)에는 압출 팁이 장착되어 있으며 인쇄 솔루션을 운송하고 인쇄 플랫폼 (V)에 솔루션의 필라멘트를 침전시킵니다. (C) 증착 후 필라멘트의 블렌딩을 보여주는 그림. 이웃 필라멘트는 분자 규모에서 확산을 통해 서로 혼합되어 완벽한 물체와 연속적인 그라디언트를 만듭니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929
기능적으로 등급이 매겨진 재료 (FGM)는 생물 의학에서 건축에 이르기까지 다양한 분야에서 다양한 응용이 가능합니다. 그러나, 이들의 제조는 경사 연속성, 계면 굽힘 및 방향 자유에 비해 지루할 수있다. 대부분의 상업용 디자인 소프트웨어에는 속성 그라데이션 데이터가 포함되어 있지 않으므로 FGM에 적합한 디자인 공간을 탐색 할 수 있습니다. Science Advances 에 대한 새로운 보고서에서 Pedro AGS Giachini와 미국, 독일 및 터키의 건축 및 도시 계획, 물리 정보 및 의학 연구팀은 재료 공학과 디지털 처리의 결합 된 접근 방식을 설계했습니다. 이 방법은 셀룰로스 기반의 동조 가능한 점탄성 재료의 압출 기반 다중 재료, 적층 제조를 용이하게한다. 작 제물은 연속, 고 대비 및 다차원 강성 구배를 유지 하였다. Giachini et al. 유사한 조성을 갖지만 뚜렷한 기계적 및 유동 학적 특성을 갖는 셀룰로오스 기반 재료 세트를 설계하는 방법을 확립했습니다. 또한 팀은 통합 된 제조 경로 계획을 통해 그라디언트 정보를 설계 모델 에 포함시키기 위해 디지털 워크 플로우를 동시에 개발했습니다 . 이 팀은 물리적 및 디지털 도구를 결합하여 여러 경로를 통해 유사한 강성 경사도를 달성하여 이전에 재료와 형상의 강성 결합으로 제한되었던 개방 된 설계 가능성을 달성했습니다. 기능적으로 등급이 매겨진 재료 (FGM)는 연속적으로 단계적으로 구성 또는 구조를 점차적으로 변화시켜 복합재의 변화하는 특성 을 야기 할 수 있습니다. 재료 설계의 원리는 박막 코팅, 생의학 공학 및 건축을 포함한 다양한 분야에서 상충되는 설계 요구 사항을 충족하기 위해 여러 자연적으로 발생하는 많은 기판과 유사합니다 . FGM은 인터페이스에서 응력 을 더 잘 분배 하고 소프트 액츄에이터의 변형을 프로그래밍 하며 셀 이동 속도에 영향을 줄 수 있습니다.
인쇄 솔루션의 유변학 적 특성. (A) 왼쪽의 개략도는 물리적 결합의 결과로 인쇄 용액의 겔화를 보여줍니다. 오른쪽의 시간에 대한 전단 계수의 도표는 ~ 5800 초에서 발생하는 겔화 점을 보여줍니다. 통상적으로, 겔화 지점은 HEC 종의 초기 용해 후 저장 모듈러스 G '가 손실 모듈러스 G "보다 커지는 시점으로 정의된다. (B) 인쇄 용액의 pH의 함수로서 겔화 시간의 의존성을 나타내는 플롯. 다양한 양의 CA를 첨가하여 pH를 조정 하였다. 오차 막대는 세 번의 시행 착오를 나타냅니다. 플롯은 최고 겔화 점, 따라서 가장 긴 인쇄 시간 창이 pH ~ 3.0에서 발생한다는 것을 보여줍니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929 Giachini et al.
복합 재료 공학 및 디지털 처리연속적인 그래디언트를 생성하기위한 건설 및 대량 운송 프로세스를위한 FGM 제조 방법. 그들은 셀룰로스 유도체의 엔지니어링 솔루션을 통해 압출을 조절할 수있는 점탄성 특성을 조정하고 디지털 워크 플로를 사용하여 그라디언트 정보를 디자인에 임베드하고 맞춤형 G 코드를 생성하여 운영 체제를 제어함으로써이를 달성했습니다 [3 차원 (3- D) 프린터 및 주사기 펌프]. 연구팀은 다양한 조성과 단면의 필라멘트를 사용하여 필라멘트 경계를 가로 지르는 분자 확산을 촉진하고 지속적인 그래디언트를 생성했습니다. 그들은 재료 공학과 맞춤형 제조 기술 및 환경 친화적이고 풍부한 바이오 폴리머 기반 제조 재료 를 결합하는 것과의 관련성을 강조했습니다.. 이러한 물리적 및 디지털 도구를 설계함으로써 팀은 FGM의 설계 가능성을 확장하기 위해 다양한 방법을 통해 다차원 및 연속 강성 경사도를 만들 수 있습니다. Giachini et al. 선택된 하이드 록시 에틸 셀룰로스 (HEC); 무독성, 생분해 성 및 환경 친화적 구성으로 인해 셀룰로오스의 농축 및 겔화 유도체를 기본 물질로합니다. HEC의 겔화 점은 96 분에 발생하여 수용액에서 고체 하이드로 겔로 전이되었다. 과학자들은 용액 점도를 최소화하기 위해 용액 파라미터를 최적화했습니다. 그들이 구연산 (CA) 을 첨가했을 때용액에 대해, 겔화 속도는 만족스러운 압출 일관성을 위해 가장 느려졌다. 연구팀은 리그닌의 첨가가 강성과 인장 강도를 크게 증가시키는 반면 CA를 포함 시키면 이러한 기계적 성질을 감소시키는 첨가제의 효과를 이해하기 위해 인쇄 된 재료의 특성을 분석했다. 리그닌과 CA로 차별화 된 솔루션은 다양한 기계적 특성을 제공하여 특성 그라디언트로 물체를 인쇄합니다. 연구팀은 상대 습도가 증가함에 따라 강성이 감소하고 인쇄 샘플의 크기와 무게가 증가함에 따라 형태 변화 구조 와 관련된 응용 분야를 탐색했습니다 .
물질의 생체 적합성 및 물에서의 용해. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929
디자인-제작 워크 플로 중에 팀은 형상 모델을 그라디언트 데이터와 결합하여 FGM 데이터를 만들고 제작 코드를 생성했습니다. 이 워크 플로를위한 플랫폼으로 그들은 Grasshopper 를 사용했습니다 . 3D 모델링 소프트웨어 Rhinoceros 3-D에 내장 된 시각적 프로그래밍 인터페이스. 팀은 재료의 양과 구성을 변경하여 레이어를 겹쳐서 관심있는 등급의 객체를 만들기 위해 제작 매개 변수를 변경했습니다. 점도가 낮은 재료의 유동성은 물체 연속성을 제공하는 반면, 점성이 높은 혼합물은 강성을 불 연속적으로 변경했습니다. 대조적 인 재료들 사이의 확산은 층간 연속성을 보장하여 패턴 화 된 보강재로 연속적이고 유연한 재료 시트를 생성합니다. 증착 속도는 주사기 펌프의 압출 속도와 프린터 노즐 속도에 따라 달라집니다. Giachini et al. 이러한 제조 파라미터를 기하 데이터에 임베드하고 데이터를 제조 명령으로 변환하여 재료의 분포를 조정하고, 재료 흐름을 탐색하며, 동일한 기하 경로가 다양한 기하 강성을 갖는 물체를 제조 할 수있게한다.
조정 가능한 증착 속도. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929
그들은 주사기 펌프의 압출 속도를 수정 한 제조 코드로의 변환을 위해 혼합 비율의 데이터를 설계하고 설정의 과제를 해결하기 위해 증착 경로를 최적화하는 계산 전략을 개발했습니다. 그래디언트 최적화 경로를 사용하여 제작 된 샘플은 증착 직후에 높은 재료 대비를 나타 냈습니다. 팀은 개발 된 전략을 사용하여 지역 및 세계 규모로 그라디언트를 조정했습니다. 재료 분포를 제어하고 물체 변형에 영향을주기 위해 재료 의 영률 에 따라 국부 강성을 조정했습니다 . 예를 들어, Giachini et al. 특정 방향이나 패턴을 따라 강성을 분산시켜 뚜렷한 변형 거동을 달성하기 위해 재료를 외력에 제출했습니다. 외력을 사용하여 초기에 평평한 물체의 최종 모양을 생성하는 방법을 통해 설계자는 단순화 된 2D 제조 전략을 활용하고 복잡한 3D 프로세스를 피할 수 있습니다. 이 방법은 산업 제품 설계 , 평면 객체의 탄성 굽힘을 탐색하여 형태와 구조적 무결성을 달성하고 호환 메커니즘과 소프트 로봇 기술 을 개발하는 건축 설계 시스템 에 적용 됩니다. 이 팀은 실제 프로토 타입을 반영한 시뮬레이션을 사용하여 실험 관찰 결과를 검증하여 변형 된 샘플의 응력 분포에 대한 피드백을 제공합니다.
패턴 화 된 강성 변동으로 인한 프로그래밍 가능한 변형을 보여주는 샘플. (A) 그레이 스케일 이미지로 표현 된 강성 기울기를 나타내는 개략도. 혼합물 1은 10 wt % 염기 혼합물을 갖고, 혼합물 2는 10 wt % 염기 혼합물 및 4 wt % CA를 갖는다. (B 내지 E) 동일한 크기의 얇은 셀룰로스 스트립을 길이를 따라 다양한 강성 구배 프로파일로 인쇄하고 동일한 외부 변위에 적용 할 때 상이한 곡률 프로파일을 나타낸다. (B) 균일 한 강성 (구배 없음)이 대칭 곡률 프로파일을 생성했음을 보여주는 사진. (C) 약한 혼합물의 불연속 영역이 힌지와 유사한 거동으로이 스트립의 곡률 프로파일을 비 점수 대칭 곡선으로부터 왜곡 시켰음을 보여주는 사진. (D) 점진적인 정현파 구배를 보여주는 사진은 원에 근접한 곡률 프로파일을 초래했다. (E)이 스트립의 원하는 폐쇄 단부 형태가 인쇄 된 강성 기울기를 통해 달성되었으며, 약한 영역이 강성 영역보다 더 쉽게 구부러지는 것을 보여주는 사진. (F 및 G) 프로그래밍 된 폴딩 효과를 위해 가로 방향으로 하중을 세로 방향으로 큰 신체 변형으로 전달한 연성 등급 시트의 일련의 사진. 이러한 동일한 프로그래밍 된 동작은 "강성 기울기 패턴 화 및 적용"섹션에 설명 된 다양한 방법으로 수행되었습니다. (F) 더 높은 단면의 보강 리브의 방향성 배치를 통한 기하학적 강성 차이를 나타내는 샘플. (G) 접 히려는 영역에서 더 높은 CA 함량의 혼합물을 사용함으로써 달성 된 E 모듈러스 분화를 나타내는 샘플. (H) 파트 (G)에 특징이있는 시트의 디지털 메시 모델. E 계수 값의 미세한 계조를 적용하여 시트의 연속 경사를 근사화 하였다. (I) 파란색 블록 화살표로 표시된 한 쌍의 가해진 힘 하에서 프로그래밍 된 폴딩 동작을 예측하기 위해 개발 된 FEM 시뮬레이션의 일련의 스냅 샷 (사진 제공 : 슈투트가르트 대학 Sachin S. Gupta). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929 (I) 파란색 블록 화살표로 표시된 한 쌍의 가해진 힘 하에서 프로그래밍 된 폴딩 동작을 예측하기 위해 개발 된 FEM 시뮬레이션의 일련의 스냅 샷 (사진 제공 : 슈투트가르트 대학 Sachin S. Gupta). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929 (I) 파란색 블록 화살표로 표시된 한 쌍의 가해진 힘 하에서 프로그래밍 된 폴딩 동작을 예측하기 위해 개발 된 FEM 시뮬레이션의 일련의 스냅 샷 (사진 제공 : 슈투트가르트 대학 Sachin S. Gupta). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aay0929
이러한 방식으로 Pedro AGS Giachini와 동료들은 재료 공학과 디지털 처리를 결합하여 재료 혼합 및 증착을 제어하여 연속적인 고 대비 및 다 방향 강성 기울기로 조정 가능한 점탄성 재료를 압출합니다. 그들은 강성 구배에 대한 물리적 기반을 제공하기 위해 지구의 기계적 및 유동 학적 특성을 포함하는 유체 셀룰로오스 기반 재료의 카탈로그로 기본 솔루션을 엔지니어링하는 방법을 확립했습니다. 이 방법의 유연성으로 인해 팀은 다양한 그래디언트 제작 프로세스에 적용 할 수있는 확장 가능하고 조정 가능한 프로세스를 조정할 수있었습니다. 개발 된 방법은 한계를 극복하고 기존 기능을 통해 2D 또는 2.5D 개체를 인쇄하고 내부 기능 속성 그라디언트를 사용하여 완전한 형태의 3D 개체를 생성하도록 최적화됩니다. 더 탐색 과학자들은 탄성 물질을 설계하고 형성하기 위해 벌레의 치명적인 턱을 모방 추가 정보 : PAGS Giachini et al. 연속적인 다 방향 강성 기울기, Science Advances (2020) 를 사용하여 셀룰로오스 기반 재료의 추가 제조 . DOI : 10.1126 / sciadv.aay0929 Daniela Rus et al. 소프트 로봇의 설계, 제작 및 제어, Nature (2015). DOI : 10.1038 / nature14543 Falguni Pati et al. 연조직 재생을위한 생체 모방 3 차원 조직 인쇄, Biomaterials (2015). DOI : 10.1016 / j.biomaterials.2015.05.043 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 , 생체 재료
https://phys.org/news/2020-03-additive-cellulose-based-materials-multidirectional-stiffness.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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