박테리아의 제트는 미세화물을 운반
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.MIT, COVID-19 솔루션 검색 속도를 높이기 위해 백악관 슈퍼 컴퓨팅 노력에 합류
주제 : COVID-19MIT슈퍼 컴퓨팅 으로 제니퍼 추, 매사 추세 츠 공과 대학 2020년 3월 24일 MIT COVID 19 슈퍼 컴퓨팅 MIT는 Covid-19 솔루션 검색 속도를 높이기 위해 수퍼 컴퓨팅 리소스 컨소시엄에 합류했습니다. 크레딧 : CDC, MIT 뉴스, SciTechDaily
백악관은 다양한 업계, 정부 및 교육 기관 간의 협업 인 Covid-19 고성능 컴퓨팅 컨소시엄 (Covid-19 High Performance Computing Consortium)의 출시를 발표 했습니다. 진화하는 Covid-19 전염병에 대한 해결책을 찾으십시오. MIT 는 미국 에너지 부, 국립 과학 재단 및 NASA 가 이끄는 컨소시엄에 가입했습니다 . MIT 뉴스 는 새로운 컨소시엄 운영위원회에서 활동하고있는 MIT 지구, 대기 및 행성 과학의 수석 연구 과학자 인 크리스토퍼 힐과 MIT의 컴퓨팅 능력이 Covid-19와의 싸움에서 어떻게 도움이 될 수 있는지에 대해 이야기했다.
Q : MIT는 어떻게이 컨소시엄의 일부가 되었습니까?
A : 정부 및 MIT와 오랜 컴퓨팅 관계를 유지하고있는 IBM은 지난 주 말 에이 연구소에 합류했습니다. 에너지 부 (Department of Energy)는 오크 릿지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)에 위치한 IBM Summit 슈퍼 컴퓨터를 소유하고 있으며,이 코로나 바이러스에 효과적 일 수있는 제약 화합물을 이미 연구하고 있습니다. MIT와의 긴밀한 협력 관계 외에도 IBM은 MIT Schwarzman College of Computing의 출범의 일환으로 Satori 슈퍼 컴퓨터를 기증했습니다. 우리는이 유행성 퇴치에 맞서기 위해 최선을 다하고 싶기 때문에 더 큰 노력의 일환이되었습니다.
Q : MIT가 컨소시엄에 가져 오는 것은 무엇입니까?
A : 우리는 주로 Lincoln Laboratory에서 운영하는 분류되지 않은 시스템 인 Satori와 Supercloud의 두 가지 시스템을 노력하고 있습니다. 두 시스템 모두 GPU라고하는 매우 많은 수의 컴퓨팅 장치를 갖추고있어 기계가 훨씬 빠르게 정보를 처리 할 수 있으며 대용량 메모리도 있습니다. 이로 인해 컨소시엄 내 다른 시스템과 시스템이 약간 다른 문제가 생길 수 있습니다. 예를 들어, MIT의 두 시스템은 극저온의 물질에 전자 현미경을 사용하는 냉동 전자 현미경의 이미지를 검사하는 데 특히 도움이되는 것 같습니다. 초저온은 원자의 움직임을 느리게하여 이미지를 더 선명하게 만듭니다. 하드웨어 외에도 MIT 교수진과 직원은 이미 MIT 장비를 사용하는 외부 연구원을 지원하는 데 관심을 표명했습니다.
Q : MIT는 컨소시엄의 일부로 어떻게 운영됩니까?
A : 컨소시엄은 NSF와 함께 운영되는 단일 포털을 통해 제안서를받습니다. 운영위원회는 어떤 제안이 수락되고 어디로 전달 될 것인지 결정합니다. 운영위원회는 운영위원회 구성원과 추가 전문가를 포함하는 더 큰 기술 검토위원회의지도에 의존 할 것입니다. 두위원회 모두 참여 기관의 연구원들로 구성되어 있습니다. 저는 MIT의 두위원회에서 활동할 것이며 기술 검토위원회에서 봉사 할 두 번째 사람을 임명 할 것입니다. MIT의 벤 포겟 (Ben Forget), 닉 로이 (Nick Roy), 제레미 케프 너 (Lincoln Lab), 그리고 나 자신 (크리스토퍼 힐)은 연구소의 작업을 감독 할 것이다. 컨소시엄의 목표는 컴퓨팅이 1 주에서 3 개월 내에 관련 발전을 이룰 수있는 프로젝트에 초점을 맞추는 것입니다.
.비전 기반 촉각 감지를위한 딥 러닝 기반 방법
작성자 : Ingrid Fadelli, Tech Xplore 연구원들이 소개 한 비전 기반 촉각 센싱 전략을 보여주는 그림. 크레딧 : Sferrazza, et al., ieeexplore.ieee.org/document/8918082 2020 년 3 월 24 일 기능
로봇은 주변 환경과 효과적으로 상호 작용하기 위해 인간처럼 다른 물체를 만져서 다른 물체의 특성을 식별 할 수 있어야합니다. 이를 통해 센서가 수집 한 피드백을 사용하여 파악 및 조작 전략을 조정함으로써 객체를보다 효율적으로 잡고 관리 할 수 있습니다. 이를 염두에두고 전세계 연구 그룹 은 센서에 의해 수집 된 데이터 를 분석하여 로봇에 감각을 부여 할 수있는 기술을 개발하려고 노력해 왔으며 ,이 중 다수는 딥 러닝 아키텍처를 사용합니다. 이러한 방법 중 일부는 유망하지만, 일반적으로 방대한 양의 교육 데이터가 필요하며 이전에 보지 못한 물체에 대해 항상 잘 일반화되는 것은 아닙니다. ETH Zurich의 연구원들은 최근 대량의 실제 데이터를 요구하지 않고도 로봇에서 촉각 감지를 가능하게하는 새로운 딥 러닝 기반 전략을 도입했습니다. arXiv에 사전 출판 된 논문에 요약 된 그들의 접근 방식 은 시뮬레이션 데이터 에 대한 심층 신경망 교육을 수반 합니다 . 이번 연구를 수행 한 연구원 중 한 사람인 Carlo Sferrazza 는 "우리의 기술 은 감지 표면과 접촉 하는 물체 에 의해 가해지는 힘의 분포를 예측하는 방법을 데이터로부터 배운다 "고 TechXplore에 말했다. "지금까지이 데이터 (수만 건의 데이터 포인트)는 몇 시간에 걸쳐 실험 설정에서 수집해야했으며 시간과 장비 측면에서 비용이 많이 들었습니다.이 작업에서는 데이터를 완전히 "실제 세계에 우리의 기술을 배치 할 때 높은 감지 정확도를 유지하는 시뮬레이션." 실험에서 Sferrazza와 그의 동료들은 간단하고 저렴한 구성 요소로 구축 한 센서를 사용했습니다. 이 센서는 부드러운 플라스틱 물질 아래에 놓인 표준 카메라로 구성되어 있으며 작은 플라스틱 입자가 무작위로 분산되어 있습니다. 표면에 힘이 가해지면 연질 재료가 변형되어 플라스틱 입자가 움직이게됩니다. 이 동작은 센서의 카메라에 의해 캡처되어 기록됩니다. Sferrazza는“움직이는 입자에 의해 생성 된 이미지 패턴을 이용하여 재료 변형을 일으키는 힘에 대한 정보를 추출합니다. "입자를 물질에 고밀도로 임베딩함으로써 우리는 매우 높은 분해능을 얻을 수 있습니다. 우리는이 작업을 해결하기 위해 데이터 중심의 접근 방식을 취하기 때문에 연질 물질과의 접촉 모델링의 복잡성을 극복하고 이러한 힘의 분포를 예측할 수 있습니다. 정확성." 본질적으로 연구원 들은 최첨단 전산 방법을 사용하여 센서의 부드러운 재료 와 카메라 투영 모델을 만들었습니다 . 그런 다음 시뮬레이션에서 이러한 모델을 사용하여 촉각 감지 알고리즘을 학습하는 데 이상적인 13,448 개의 합성 이미지 데이터 세트를 생성했습니다. 시뮬레이션에서 촉각 감지 모델에 대한 훈련 데이터를 생성 할 수 있다는 사실은 실제 데이터를 수집하고 주석을 달지 않아도되므로 매우 유리합니다. Sferrazza는“우리는 추가 데이터 없이도 실제로 생성 한 촉각 센서의 여러 인스턴스에서 동일한 모델을 사용할 수있는 전송 학습 기술을 개발했습니다. "따라서 추가 교정이 필요하지 않기 때문에 각 센서의 생산 비용이 저렴 해집니다." 연구진은 비전 기반 촉각 감지 애플리케이션을위한 신경망 아키텍처를 훈련시키기 위해 자신이 만든 합성 데이터 셋을 사용하고 일련의 테스트에서 성능을 평가했다. 신경망은 시뮬레이션에 대해 훈련을 받았더라도 실제 데이터를 정확하게 감지하여 놀라운 결과를 얻었습니다. "우리가 훈련 한 맞춤형 신경망 아키텍처는 시뮬레이션에서 사용 된 것과는 다른 데이터에 적용될 때, 예를 들어 임의의 단일 또는 다수의 객체와의 접촉을 추정하기 위해 다른 상황에서 사용하기에 매우 유망한 일반화 가능성을 보여줍니다. Sferrazza가 말했다. 앞으로 Sferrazza와 그의 동료들이 개발 한 딥 러닝 아키텍처는 로봇에게 인공 적인 터치 감을 제공하여 잠재적으로 파악 및 조작 기술을 향상시킬 수있었습니다. 또한, 그들이 합성 한 합성 데이터 셋은 촉각 센싱을위한 다른 모델을 훈련시키는 데 사용될 수 있거나 새로운 시뮬레이션 기반 데이터 셋의 생성을 고무시킬 수 있습니다. Sferrazza는“이제 복잡한 객체와의 일반적인 상호 작용이 포함 된 작업에서 알고리즘을 평가하려고하며 정확도 향상을 위해 노력하고 있습니다. "우리는이 기술이 유리나 계란과 같은 깨지기 쉬운 물체를 미세하게 조작하는 응용 프로그램과 같은 실제 로봇 작업에 적용될 때 그 장점을 보여줄 것이라고 생각합니다."
더 탐색 비전 기반 로봇 스킨을 가능하게하는 다중 카메라 광학 촉각 센서 추가 정보 : 시뮬레이션에서 터치 감각 학습 : 비전 기반 촉각 감지를위한 실제 전략. arXiv : 2003.02640 [cs.RO]. arxiv.org/abs/2003.02640 C. Sferrazza, A. Walhlsten, C. Trueeb 및 R. D' Andrea, "학습 기반 촉각 감지를위한 지상 진력 분포 : 유한 요소 접근", IEEE Access , vol. 7, pp. 173438-173449, 2019.
https://techxplore.com/news/2020-03-deep-learning-based-method-vision-based-tactile.html
.중국의 천문학 자들은 두 개의 별을 형성하는 은하에서 감마선 방출을 탐지합니다
Tomasz Nowakowski, Phys.org M33 주위의 에너지 밴드 0.3-500 GeV에서 통계 맵을 테스트합니다. 크레딧 : Xi et al., 2020.
중국 난징 대학의 천문학 자들은 M33과 Arp 299로 명명 된 2 개의 별 형성 은하에서 감마선 방출을 감지했다. 은하에서 매우 높은 에너지 방출. 은하계의 감마선 은 항성 가스와 우주 광선의 상호 작용의 결과 라고 생각 됩니다. 별 형성은하는 우주의 거대한 저수지이므로, 은하계 외 감마선 방출 연구에 중요 할 수있다 . 그러나, 감마선에서 발견 된 알려진 별 형성 은하 의 목록 은 여전히 상대적으로 짧기 때문에 새로운 것을 찾아서 자세히 연구하는 것이 천문학 자에게는 매우 중요하다. 이제 Shao-Qiang Xi가 이끄는 천문학 자 팀은 감마선에서 두 개의 별을 형성하는 은하의 검출을보고합니다. 이 발견은 NASA의 Fermi 우주선의 데이터를 사용하여 IRAS 개정 밝은 은하 샘플에서 은하에서 가능한 감마선 방출에 대한 체계적인 검색의 일부로 이루어졌습니다. "우리는 Fermi–LAT 로 감마선 에서 검출 되고 Fermi-LAT Fourth Source Catalog에 나열된 15 개의 IR- 밝은 은하를 제외하고 IRAS 개정 된 밝은 은하 샘플에서 샘플 은하를 선택했습니다 . 우리는 표준 분석 단계를 수행했습니다. 각각의 은하에 대해, M33 및 Arp 299와 각각 공간적으로 일치하는 2 개의 새로운 감마선원을 검출하게되었다”고 천문학 자들은 논문에 기록했다. M33 또는 Messier 33 (Triangulum Galaxy라고도 함)은 지역 그룹에서 세 번째로 큰 은하입니다. 그것은 별자리 삼각 측량에서 지구로부터 약 2,730 만 광년에 위치하고 있습니다. 연구원들은 0.1 – 100 GeV의 에너지 범위에서 약 1.28 perg / cm 2 / s 의 플럭스를 측정했습니다 . 이 값은 약 1.1 duodecillion erg / s의 광도를 나타냅니다. 별자리 Ursa Major에서 약 1 억 3 천만 광년 떨어져있는 Arp 299는 지역 우주에서 가장 강력한 별 형성 은하 중 하나입니다. NGC 3690은 서쪽으로, IC 694는 동쪽으로, 서쪽은 콤팩트 한 은하이며, 진보 된 병합 상태의 충돌하는 한 쌍의 은하이다. 에너지 범위 0.1-100 GeV에서, 플럭스는 약 1.08 perg / cm 2 / s 인 것으로 측정되었다 . Arp 299의 경우 흥미로운 점은이 은하에서 감마선 방출의 플럭스 변동성의 증거가 발견되었다는 것입니다. 천문학 자들은 이것이 부분적으로 Arp 299 의 가려진 활성 은하 핵 (AGN) 의 기여 때문일 수 있다고 설명했다 . "이 변동성이 사실이라면 방출의 일부는이 상호 작용하는 은하계에서 가려진 AGN에서 비롯되어야한다"고 논문은 읽었다. 결과를 종합 해보면, 연구원들은 M33과 Arp 299의 플럭스가 감마선 광도와 별 형성 은하 의 총 적외선 광도 사이의 상관 관계와 일치한다고 결론을 내 렸습니다 . 이것은 그러한 소스로부터의 감마선 방출이 주로 성간 매체와 상호 작용하는 우주 광선에 기인한다는 가설을지지한다.
더 탐색 페르미와 함께 조사한 전파 은하 NGC 3894 추가 정보 : Fermi-LAT를 사용한 M33 및 Arp 299의 GeV 감마선 방출 발견, arXiv : 2003.07830 [astro-ph.HE] arxiv.org/abs/2003.07830
https://phys.org/news/2020-03-chinese-astronomers-gamma-ray-emission-star-forming.html
.연구는 다양한 인터페이스에서 스핀 메모리 손실의 의존성을 밝힙니다
작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : Gupta et al.2020 년 3 월 24 일 기능
Twente 대학교와 Beijing Normal University의 연구원들은 최근 이론과 계산 방법의 조합을 사용하여 다양한 인터페이스에 대한 스핀 메모리 손실 (SML)이라는 매개 변수를 조사하는 연구를 수행했습니다. Physical Review Letters에 실린 그들의 논문 은보다 효율적인 인터페이스를 디자인 할 수있는 귀중한 새로운 통찰력을 제공합니다. "우리의 연구 분야의 성배는 100 % 전자식 인 자기 메모리 저장 장치의 새로운 개념입니다. 즉 , 인터넷의 백본을 형성하는 오늘날의 하드 디스크 드라이브 (HDD) 보다 잠재적으로 더 빠르고 밀도가 높으며 신뢰성이 높습니다 (예 : 이 연구를 수행 한 연구원 중 한 사람인 Paul Kelly는 Phys이 말했다. .org. "새로운 개념은 이론적으로 50 년 전에 예측 된 스핀 홀 효과 (SHE)라는 것을 기반으로하지만 2004 년에 반도체에서, 2 년 후에 금속에서 처음으로 관찰되었다"고 그는 말했다. 전자는 전하를 갖는 것 외에도 스핀을가집니다. 즉, 전자는 '방적 상판'역할을 할 수 있습니다. 이 스핀과 관련된 것은 자기 모멘트입니다. SHE는 스핀-궤도 커플 링 (SOC) 이라는 상대 론적 효과의 직접적인 결과로, 전자가 원자 주위를 어떻게 움직이는 지 '시계 방향 또는 반 시계 방향'으로 '커플 링 '합니다. 이 효과의 결과로, 충전 전류가 백금과 같은 중금속 슬래브를 통과 할 때, 충전 전류와 직각으로 스핀 전류가 여기된다. 백금이 철, 니켈 또는 퍼멀로이 (FeNi 합금)와 같은 자성 물질과 접촉하면 '스핀 전류'가이 인접 자성 물질로 유도된다.
스핀 홀 효과를 설명하는 그림. 크레딧 : Gupta et al.
"올바른 환경에서이 스핀 전류는 자기 모멘트가 가리키는 방향을 방향을 바꿀 수있다 : 위로는 '1', 아래로는 '0'; 우리는 새로운 유형의 자기 메모리의 기초를 가지고있다"고 Kelly는 설명했다. "이곳이 우리가 들어온 곳입니다." 켈리가 계속 설명하면서 스핀 전류는 일반적으로 Pt 와이어에서 자성 물질 로 전달 될 때 열화됩니다 . 이는 종종 두 개의 서로 다른 물질 사이의 인터페이스에서 발생합니다. '스핀 메모리 손실'(SML)로 알려진 이러한 전류의 저하는 Kelly의 팀이 수행 한 연구를 포함하여 많은 연구의 초점이되었지만 현재는 거의 알려져 있지 않습니다. Kelly는“SML에 대해 지금까지 알려진 것은 저온 실험에서 얻은 것이지만 99 %의 관심은 실온에서 일어나는 일에 중요하다”고 Kelly는 말했다. "우리의 연구는 이와 같은 속성을 연구 할 수 있도록 고안되었습니다." Kelly와 그의 동료들이 수행 한이 연구의 주요 목표는 서로 다른 인터페이스와 유한 온도 (자기 모멘트에서의 온도 유발 원자 진동 및 변동이 불가피한 곳)에서 SML과 그 동작을 연구하는 것이 었습니다. 연구원들은 완전히 전자적인 자기 메모리 저장 장치를 개발하려고 할 때 일반적으로 사용되는 4 가지 재료 조합에 중점을 두었습니다.
완전히 분극 된 스핀 전류는 날카로운 인터페이스 (수직 블랙 라인), Au50Pt50 인터페이스의 두 레이어 (노란색 음영 영역) 및 이들 사이에 Au50Pt50 인터페이스의 네 레이어 (녹색 음영 영역)를 가진 Au / Pt 이중층에 주입됩니다. 세 가지 경우에 대해 계산 된 스핀 전류는 각각 회색 원, 노란색 다이아몬드 및 녹색 사각형으로 표시됩니다. 파란색 실선은 Au의 VF 방정식에 적합 함을 나타냅니다. 실선, 파선 및 점선 빨간색 선은 각각 Au / Pt, Au / Au50Pt50 (2) Pt 및 Au / Au50Pt50 (4) jPt에 대한 Pt의 VF 방정식에 적합 함을 나타냅니다. 혼합 된 Au5
0Pt50의 N ¼ 0, 2 및 4 인터페이스 층에 대해 (삽입 된) δ 대 ARI. 크레딧 : Gupta et al. Kelly와 그의 동료들은 지난 20 년 동안 복잡한 물질에서 전자와 스핀의 수송 (즉, 스핀 수송)을 연구하는 데 사용할 수있는 컴퓨터 코드를 개발했습니다. 이 코드들은 전자의 거동이 물질 파동이라는 것을 의미하는 "산란 이론 (scattering theory)"이라는 형태로 양자 역학의 '슈뢰딩거 방정식'을 푸는 것에 기초합니다. "이러한 코드 개발에서 두 가지 중요한 단계는 상대성 효과, 즉 온도 유발 격자 및 스핀 장애의 형태로 SOC 및 온도를 포함시키는 것이 었습니다 "라고 Kelly는 말했습니다. "재료의 온도가 증가함에 따라 재료가 구성되는 원자가 점점 더 많이 진동합니다.이를 격자 장애라고합니다. 재료가 강자성이면 원자의 자기 모멘트가 원래의 균일 한 방향에서 멀어집니다 " 인터페이스를 통한 스핀 전송을 연구하기위한 코드 개발의 마지막 단계 인 Kelly와 그의 동료들은 양자 역학적 '산란'계산 결과를 사용하여 실험자들이 관찰 한 전하 및 스핀 전류 를 계산했습니다 . 이 프로세스를 통해 궁극적으로 인터페이스에서 SHE를 연구 할 수 있었으며 한 재료에서 다른 재료 (예 : SML)로 전달되는 스핀 전류의 열화가 발생했습니다. "우리 연구와 다른 연구팀이 수행 한 연구의 주요 차이점은 오래 전에 인터페이스를 핵심 대상으로 식별했으며 코드 크기가 매우 다른 재료 (예 : 격자 상수) 간의 인터페이스를 연구 할 수 있도록 코드 개발에 집중했다는 것입니다. " 켈리는 말했다. "인터페이스를 현실적으로 묘사 한 결과로 발생하는 거대한 숫자 배열을 처리 할 수 있도록 '스파 스 매트릭스 방법'을 광범위하게 사용하는 것이 포함되었습니다."
열린 원 : T ¼ 300 K에 대해 계산 된 Pt Py Pt 삼중 층을 통한 스핀 전류 jS (z). 진한 파란색 (주황색) 곡선은 벌크 Pt (Py)의 VF 방정식에 적합합니다. 이러한 맞춤은 인터페이스 zI에 외삽되어 오른쪽 삽입에 상세하게 표시된 값 js, Pt (ZI) 및 Js, Py (ZI)를 얻습니다. (왼쪽 삽입) Pt에서 (빨간색) 근접 유도 된 모멘트가없는 (파란색) 스핀 전류. 크레딧 : Gupta et al.
Kelly와 그의 동료들은 현실적인 인터페이스를 통해 온도의 함수로서 스핀 수송을 연구 한 최초의 인물이었습니다. 이 전송을 설명하는 매개 변수에 숫자 값을 도입하는 것 외에도, 이러한 매개 변수가 다른 인터페이스에서 어떻게 변하는 지에 대한 귀중한 통찰력과 영향을받는 장애 유형에 대한 의존도를 모았습니다. 특히, 연구원들은 비자 성 계면이 최소 온도 의존성을 갖는 반면, 페로 마그네슘을 함유하는 계면은 온도에 크게 의존한다는 것을 관찰했다. 또한 SML이 특정 인터페이스에 대해 더 큰 것으로 나타났습니다. 특히 다른 재료 사이의 통과가 더 급격한 경우 (예 : Co / Pt 인터페이스). 마지막으로 Kelly와 그의 동료들은 격자 불일치와 인터페이스 합금에 의해 SML이 크게 향상 될 수 있다는 것을 발견했다 . 미래에 그들이 수집 한 관찰과 통찰력은 다양한 응용 분야와보다 효과적인 인터페이스의 설계를 안내 할 것입니다. "다음 단계로, 우리는 중금속에서 SHE에 의해 생성 된 스핀 전류가 자성뿐만 아니라 비자 성뿐만 아니라 다양한 다른 재료에 주입되어 자기 메모리 및 관련 나노 소자와 더 밀접하게 접촉하는 과정을 직접 연구하고자한다." 켈리는 말했다. "우리는 또한 고유 한 전하 및 스핀 수송 특성을 가질 수 있고 '인터페이스'가 자기 특성을 결정하는 데 중요한 역할을하는 새로운 2 차원 van der Waals 강자성 재료의 특성을 연구 할 것입니다."
더 탐색 첨단 전자 장치를위한 스핀 전류 생성 및 조작 추가 정보 : Kriti Gupta et al. 인터페이스 스핀 메모리 손실, 물리적 검토 편지 (2020) 의 장애 의존성 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 124.087702 Yi Liu 등 첫 번째 원칙에 따른 Gilbert Damping의 인터페이스 향상, 물리적 검토 서한 (2014). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.113.207202 Yi Liu 등 온도 의존 운송 특성을 계산하는 직접적인 방법, Physical Review B (2015). DOI : 10.1103 / PhysRevB.91.220405 RJH Wesselink et al. 첫 번째 원칙에서 스핀 전송 특성 계산 : 스핀 전류, 물리적 검토 B (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevB.99.144409 학술지 정보 : 신체 검토서 , 신체 검토 B
https://phys.org/news/2020-03-unveils-memory-loss-variety-interfaces.html
.박테리아의 제트는 미세화물을 운반
에 의해 코펜하겐의 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 3 월 24 일
생물학적 시스템을 제어하여 특정 작업을 수행 할 수있게하는 것은 오랜 과제입니다. Nature Physics에 게재 된 논문에서코펜하겐 대학교 (University of Copenhagen)의 Niels Bohr Institute의 연구원들은 미국과 영국의 단체들과 협력하여 현재 그렇게하고 있다고보고했다. 그들은 미세한화물을 운송하기 위해 박테리아를 제어하는 방법을 발견했습니다. 박테리아는 모든 동물과 식물이 합쳐진 것보다 세계에서 가장 큰 바이오 매스를 형성하며 끊임없이 움직이고 있지만 움직임은 혼란 스럽다. 연구진은이 운동을 제어 할 수 있다면 생물학적 도구로 발전시킬 수 있다는 아이디어를 추구했다. 그들은 박테리아 운동의 방향을 지시하기 위해 액정을 사용했고, 박테리아가 박테리아 크기의 5 배 이상을 운반 할 수 있도록 현미경화물을 추가했습니다. 박테리아 규모의 철도 건설 Niels Bohr Institute의 Amin Doostmohammadi 조교수는 과거에는 박테리아의 행동을 통제하려는 시도가 있었다고 설명합니다. 그러나 그와 그의 동료들은 "우리는 박테리아에 대한 궤도를 만드는 방법에 대해 생각했습니다. 우리가 실험적으로하는 방법은 박테리아를 액정 안에 넣는 것입니다. 결정과 같지 않고 액체도 아니고 그 사이의 어딘가에 있습니다 결정의 각 분자는 방향을 가지고 있지만 위치 순서는 없습니다 분자를 액체처럼 흐를 수는 있지만 TV와 같은 액정 기반의 액정 디스플레이 (LCD)와 정확히 일치합니다. 모니터 및 휴대폰 잘 정의 된 패턴을 갖도록 기본 액정을 준비 할 수 있습니다. 그리고 박테리아는 같은 방향으로 향할 것입니다. 박테리아의 움직임을 제한하는 것이 아니라 원하는 방향으로 향하게합니다. "
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박테리아 제트는 미세한화물을 운반합니다. 액정은 변동을 피하고 방향을 제공하기 위해 박테리아에 대한 궤도를 만들고 있습니다. 크레딧 : Amin Doostmohammadi 패턴 디자인 및 모델 구축 Amin Doostmohammadi에 따르면, 변동없이 지정된 방향으로 움직이는 강력한 박테리아 제트가 실험의 큰 결과라고합니다. 박테리아의 제트가 유용하기에 충분히 강하고 박테리아의 농도가 높아야하며 불안정성이 일반적으로 나타나기 시작하면 일반적으로 발생하는 현상 제트가 불안정하고 혼란스러워집니다. 그러나 액정 패턴에서는 불안정성이 크게 억제되어 박테리아 제트가 혼란스러워지는 것을 방지 할 수 있습니다. 패턴이 방향을 나타냅니다. 즉, 미세한화물 줄을 운반 할 수있을 정도로 강력한 박테리아 제트를 만들 수 있으며, 각화물 조각은 박테리아 크기의 5 배입니다. 과학 분야 확대 지난 10 년 동안 과학 분야가 확장되었습니다. 현재, 박테리아를 다소 제어 할 수 있으며 소위 "활성 물질"(박테리아)이 회전하거나 다른 패턴을 형성 할 수 있습니다. 이제이 접근 방식을 통해 박테리아 제트는 공간에서 안정화되어 미세한화물을 운반 할 수도 있습니다. "우리는 여전히 실험적인 수준에 있으며이 기술에 대한 지정된 사용 영역이 아직 없습니다. 현재 주요 동기는 의료 응용 분야입니다. 그러나 실제로 생각할 때 실제로는 Amin Doostmohammadi는“ 우리는 이전부터 액정을 알고 있지만 이제는 살아있는 액정을 다루고있다 ”고 말했다. "이 연구를 통해 모든 종류의 물질 과학 기회를 상상할 수 있습니다. 아마도 다른 시스템, 세포 행동 또는 정자 행동 등에 적용될 수있을 것입니다. 이론 물리학 자 로서, 나는 과학의 관점에서 근본적인 영향에 대해 생각하지만 박테리아에 의한 약물 전달의이 능력은 새로운 것입니다. 주목할만한 것은 약물을 이런 방식으로 전달할 때 외력이 필요 없다는 것입니다. 박테리아는 스스로를하고 있습니다. 유체 펌핑 자체와 같습니다. 말하자면 자체 펌핑 유체입니다. " 이론과 실험은 불가분의 관계 결과는 다른 연구 그룹과 협력하여 얻은 것입니다. 미국의 두 협력자 인 켄트 주립 대학의 Oleg Lavrentovich와 Penn State University의 Igor Aranson이 2014 년에이 연구를 시작했습니다. 이제 Niels Bohr Institute의 Amin Doostmohammadi와 Oxford University의 Julia Yeomans와 함께 실험 및 강력한 박테리아 제트를 설계하고 제어하기 위해 이론이 모였습니다. Amin Doostmohammadi는“우리는 이론적 인 아이디어를 가지고 있지만 이론과 실험의 결합으로 실제로 이러한 유망한 결과를 이끌어냅니다.
더 탐색 과학자들은 박테리아를 이용하여 '살아있는'액정을 만듭니다 추가 정보 : Taras Turiv et al, 패턴 화 된 액정, Nature Physics (2020)에 의해 응축 된 수영 박테리아의 극지 제트 . DOI : 10.1038 / s41567-020-0793-0 저널 정보 : 자연 물리 코펜하겐 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-03-jets-bacteria-microscopic-cargo.html
.태양계는 형성 직후에 전류 구성을 획득했습니다
작성자 : José Tadeu Arantes, FAPESP 브라질 연구자들이 개발 한 모델은 거대한 행성이 형성된 후 처음 1 억 년 안에 시작된 현재 궤도에 물체를 놓는 혼란스러운 단계를 보여줍니다. . 크레딧 : NASA, 2020 년 3 월 24 일
태양계가 거대한 가스와 먼지 구름에서 비롯되었다는 가설은 18 세기 후반 독일 철학자 임마누엘 칸트 (Immanuel Kant)에 의해 처음으로 떠오르고 프랑스 수학자 피에르 시몬 드 라플라스 (Pierre-Simon de Laplace)에 의해 개발되었다. 그것은 이제 천문학 자들 사이의 합의입니다. 방대한 양의 관측 데이터, 이론적 입력 및 계산 리소스 덕분에이 데이터는 지속적으로 개선되었지만 선형 프로세스는 아닙니다. 논쟁이없는 것도 아닙니다. 최근까지, 태양계는 형성 후 약 7 억 년 동안 발생한 난기류의 결과로 현재의 특징을 획득 한 것으로 생각되었다. 그러나 최근의 일부 연구에 따르면 처음 1 억 년 동안 어떤 단계에서 좀 더 먼 과거에 형성되었다고합니다. 세 명의 브라질 연구원이 수행 한 연구는이 초기 구조화에 대한 강력한 증거를 제공합니다. 이카루스 (Icarus ) 저널에 실린 기사에보고 된 이 연구는 상파울루 리서치 재단 (FAPESP)의지지를 받았다. 저자는 모두 Guaratinguetá (브라질)에있는 São Paulo State University의 공학 학교 (FEG-UNESP)와 제휴합니다. 주저자는 Rafael Ribeiro de Sousa입니다. 다른 두 저자는 André Izidoro Ferreira da Costa와 Ernesto Vieira Neto (연구의 주요 조사관)입니다. Ribeiro 박사는“태양계의 상세한 관측을 통해 얻은 대량의 데이터는 태양을 공전하는 많은 물체의 궤도를 정확하게 정의 할 수있게한다”고 말했다. "이 궤도 구조는 태양계 형성의 역사를 기록 할 수있게한다. 약 46 억 년 전에 태양을 둘러싸고있는 가스와 먼지 구름으로부터 나온 거대한 행성 들은 서로 더 가깝고 더 가까운 궤도에 형성되었다. 태양. 궤도는 또한 현재보다 더 평평하고 더 원형이고 공명 역학 시스템에서 더 상호 연결되어있다.이 안정적인 시스템은 기체 원형 행성 디스크로부터 행성 형성의 중력 역학의 결과 일 가능성이 높다. " Izidoro는 더 자세한 정보를 제공했다. "그들의 움직임은 공명 체인으로 인해 매우 동 기적이었다. 목성은 태양 주위에서 3 번의 회전을 완료하고 토성은 2 번을 완료했다. 모든 행성은 원시 가스 디스크 의 역학과 행성의 중력 역학에 의해 생성 된이 동기에 관여했다 ." 그러나 천왕성과 해왕성의 현재 궤도 너머에 위치한 영역을 포함하는 외부 태양계의 형성 영역 전체에서 태양계는 행성과 선구자의 구성 요소로 간주되는 많은 행성 행성, 작은 암석과 얼음을 가지고 있습니다. 소행성, 혜성 및 위성의. 외부 행성 디스크는 시스템의 중력 균형을 방해하기 시작했습니다. 가스 단계 후 공명은 중단되었고,이 시스템은 거대한 행성들이 격렬하게 상호 작용하여 물질을 우주로 방출하는 혼란의시기에 들어갔다. Ribeiro는“Pluto와 그 얼음 이웃은 현재 위치에있는 Kuiper Belt로 밀려 났으며, 전체 행성 군은 태양으로부터 더 먼 궤도로 이동했다”고 말했다. 1951 년 네덜란드의 천문학 자 제라드 쿠이 퍼 (Gerard Kuiper)가 제안한 천문학적 관측에 의해 확인 된 카이퍼 벨트는 태양을 도는 수천 개의 작은 물체로 구성된 도넛 형 (도넛 모양) 구조입니다. 그들의 궤도의 다양성은 태양계의 다른 부분에서는 보이지 않습니다. 카이퍼 벨트의 안쪽 가장자리는 해왕성 궤도에서 태양으로부터 약 30 개의 천문 단위 (AU)에서 시작됩니다. 바깥 쪽 가장자리는 태양으로부터 약 50AU입니다. 하나의 AU는 지구에서 태양까지의 평균 거리와 거의 같습니다. 동시성의 중단과 혼돈 단계의 시작으로 되돌아 가면, 문제는이 일이 일어 났을 때, 태양계의 수명이 매우 일찍, 1 억 살 이하, 또는 훨씬 후, 아마도 약 7 억 년일 때이다. 행성이 형성된 후? 리베이로는“최근까지 불안정성 가설이 우세했다”고 말했다. "아폴로 우주 비행사들이 가져온 암석의 데이트는 소행성으로 만들어졌으며 혜성이 동시에 달 표면에 충돌한다고 제안했다.이 대격변은 달의"늦은 폭격 "으로 알려져있다. 그것이 달에서 일어난다면 아마도 지구와 태양계의 다른 지구 행성에서도 일어 났을 것입니다. 행성 불안정 기간 동안 소행성과 혜성의 형태로 많은 양의 물질이 태양계의 모든 방향으로 투영 되었기 때문에이 혼란스러운시기가 늦게 발생했다는 것이 달의 암석에서 추론되었지만 최근에는 달의 "늦은 폭격"의 호의에서 떨어졌다. " 리베이로에 따르면, 혼란이 늦게 발생했다면 지구와 다른 지구 행성을 파괴했을 것입니다. 또는 적어도 우리가 지금 관찰하는 것과는 완전히 다른 궤도에 놓인 교란을 일으켰을 것입니다. 또한 아폴로 우주 비행사들이 가져온 암석은 단 한 번의 충격으로 생성 된 것으로 밝혀졌습니다. 만약 그들이 거대한 행성의 불안정성에서 기원했다면, 거대한 행성에 의한 천체의 산란을 고려할 때 몇 가지 영향의 증거가있을 것입니다. "우리 연구의 시작점은 불안정성에 대해 동적으로 날짜를 정해야한다는 아이디어였다. 불안정성은 유성 디스크의 내부 가장자리와 가스가 소진되었을 때 해왕성 궤도 사이의 거리가 비교적 먼 경우에만 나중에 일어날 수있다. 이 비교적 넓은 거리는 시뮬레이션에서 지속 불가능한 것으로 판명되었습니다 "라고 Ribeiro는 말했습니다. 이 주장은 간단한 전제에 기초하고있다 : 해왕성과 천체 디스크 사이의 거리가 짧을수록 중력의 영향이 커져 불안정 기간이 빠르다. 반대로, 나중에 불안정성을 위해서는 더 큰 거리가 필요합니다. "우리가 한 일은 최초의 천문 디스크를 처음으로 조각 한 것입니다. 그렇게하기 위해 얼음 거인 천왕성과 해왕성의 형성으로 돌아 가야했습니다.이지 도로 교수가 만든 모델을 기반으로 한 컴퓨터 시뮬레이션 [Ferreira da Costa] 2015 년에 천왕성과 해왕성의 형성은 몇 개의 지구 덩어리와 함께 행성의 배아에서 시작되었을 수 있다는 것을 보여 주었다. ", 북극 및 남극이 위쪽 및 아래쪽이 아닌 측면에 있습니다. 이전의 연구는 해왕성의 궤도와 행성 디스크의 내부 경계 사이의 거리의 중요성을 지적했지만 4 개의 거대한 행성이 이미 형성된 모델을 사용했습니다. "이 최신 연구의 참신 성은이 모델이 완전히 형성된 행성으로 시작하지 않는다는 것입니다. 대신에, 천왕성과 해왕성은 여전히 성장 단계에 있으며, 성장 동인은 최대 5 개의 지구 질량을 가진 물체와 관련된 두세 번의 충돌입니다. "이즈 도로가 말했다. "목성과 토성이 형성되는 상황을 상상해 보자.하지만 천왕성과 해왕성 대신에 5 ~ 10 개의 슈퍼-아르 테스가있다. 슈퍼-아르 트는 가스로 인해 목성과 토성과 동조하도록 강요 받지만, 그 수의 동기는 변동한다 충돌이 발생하여 동기화가 가능해지면서 결국 천왕성과 해왕성이 남았으며, 두 개의 얼음 거인이 가스에 형성되는 동안 행성 디스크가 소비되고있었습니다. 천왕성과 해왕성, 그리고 일부는 태양계의 외곽으로 추진되었으며, 천왕성과 해왕성의 성장은 행성상 원반의 내부 경계의 위치를 정의했다.이 디스크의 남은 부분은 이제 카이퍼 벨트입니다. 기본적으로 원시 행성 디스크의 유물입니다.한때 훨씬 더 방대했습니다. " 제안 된 모델은 거대한 행성의 현재 궤도와 Kuiper Belt에서 관찰 된 구조와 일치합니다. 또한 목성의 궤도를 공유하고 동시성의 중단 중에 포착 된 소행성 그룹 인 트로이 목마의 움직임과 일치합니다. 2017 년이지로가 발표 한 논문에 따르면 목성과 토성은 여전히 형성되어 있으며 소행성 벨트의 변위에 기여하고 있습니다. 최신 논문은 목성과 토성이 완전히 형성되었지만 여전히 동기화 된 단계부터 시작하여 태양계 의 진화를 설명하는 일종의 연속 입니다. " 거대 행성 사이의 중력 상호 작용그리고 행성 디스크는 가스 디스크에서 파도의 형태로 퍼지는 교란을 일으켰습니다. 파도는 작고 동기식 행성 시스템을 생산했습니다. 가스가 다 떨어지면 행성과 행성 디스크 사이의 상호 작용은 동기를 방해하고 혼란스런 단계를 일으켰습니다. 이 모든 것을 고려할 때, 우리는 해왕성의 궤도와 행성 디스크의 내부 경계 사이의 거리가 늦은 불안정성 가설을 유지할만큼 충분히 커질 수있는 조건이 존재하지 않는다는 것을 발견했습니다. 이것이 우리 연구의 주요 공헌이며, 불안정성은 처음 1 억년 동안 발생했으며 예를 들어 지구와 달이 형성되기 전에 발생했을 수 있음을 보여줍니다”라고 Ribeiro는 말했다.
더 탐색 과학자들은 초기 행성의 흔들림에 대한 증거를 발견 추가 정보 : Rafael de Sousa Ribeiro et al, 초기 거대한 행성 불안정성에 대한 역학적 증거, Icarus (2019). DOI : 10.1016 / j.icarus.2019.113605 저널 정보 : 이카루스 FAPESP 제공
https://phys.org/news/2020-03-solar-current-configuration-formation.html
.촉매 제올라이트 나노 포어 발견으로 청정 에너지 및 탄소 포집을위한 새로운 재료로 이어질 수있다
주제 : 탄소 포집촉매매사추세츠 주그린 에너지재료 과학대학 애 머스트제올라이트 으로 매사추세츠 애 머스트 대학 2020년 3월 24일 제올라이트 나노 다공성 촉매 University of Massachusetts 애 머스트의 화학자 및 재료 과학자들은 제올라이트 촉매 구조 및 진동에 대한 이해를 높여 청정 에너지 및 탄소 포집을위한 새로운 재료를 개발하는 데 도움을줍니다. 크레딧 : UMass Amherst / Auerbach lab
UMass Amherst 연구원들은 촉매 제올라이트 나노 포어의 새로운 빌딩 블록을 발견했습니다. 석유에서 휘발유로, 바이오 매스를 바이오 연료로 정제하는 데 사용되는 제올라이트 결정은 지구상에서 가장 많이 사용되는 촉매이며, 화학 산업 및 관련 연구자들에게 그들이 관심을 갖는 방식을 발견하는 메커니즘을 발견했습니다. 매사추세츠 애 머스트 대학의 화학자 스콧 아우어 바흐 그들은 제올라이트 구조와 진동을 이해하는 새로운 방법에 대한 진보가 정교한 새로운 응용 분야에 사용하기 위해 새로운 맞춤형 제올라이트로 이어지기를 희망합니다. 최근 미국 화학 학회지 (Journal of the American Chemical Society)에 실린 그들의 커버 스토리 는 어떻게 팀이 체계적인 분석과 라만 분광법 (Laman spectroscopy) 및 양자 역학 모델링 (quantum mechanical modeling)이라는 기법을 사용하여 그들이“삼환계 교량”이라고 부르는 새로운 나노 규모의 빌딩 블록을 발견했는지 설명합니다. 제올라이트의 다공성 구조와 역학적 행동을 설명 할 수 있습니다.
제올라이트 나노 다공성 촉매 구조 UMass Amherst 화학자 및 재료 과학자는 제올라이트 촉매 구조 및 진동에 대한 고급 지식을 통해 청정 에너지 및 탄소 포집을위한 새로운 재료로 이어집니다. 크레딧 : UMass Amherst / Auerbach lab
Auerbach는“이 돌파구는 우리에게 보이지 않는 제올라이트 결정으로 이어지는 정확한 구조를 볼 수있는 방법을 제공하기 때문에 중요합니다. 이러한 구조적 통찰력이 청정 에너지 및 탄소 포집 분야의 고급 응용 분야를 위해 새로운 맞춤형 제올라이트를 합성하는 데 도움이되기를 바랍니다.” 그의 공동 저자로는 화학 엔지니어 Wei Fan과 UMass Amherst의 첫 저자 Wang Tongkun Wang이 있으며 Worcester Polytechnic Institute의 다른 저자들도 있습니다. 저자들은 이전의“과도하게 단순한”접근법을 대체함으로써 그들의 방법이“삼환 식 교량의 개념을 사용하여 제올라이트 구조 및 형성을 조사하기위한 분석 도구로 라만 분광법을 사용하는 능력을 향상시킬 수있다”고 말했다. Auerbach와 동료들은 미국 재료 과학부 에너지 부 (Department of Material Science and Engineering)의 지원을 받아이 연구에서 전구체 구조가 중간 크기이기 때문에 제올라이트 합성이 복잡 해져서 나노 규모의 "맹점"에 빠지게된다고 밝혔다. – 원자 수준 및 기능 그룹 구조 분석에는 너무 크며 X 선 분석에는 너무 무질서합니다. 반면에 라만 분광법은“다양한 물질에서 중거리 구조를 조사하기위한 강력한 도구로 등장했다”고 지적했다. Fan은 지금까지 새로운 구조와 구성을 가진 제올라이트의 합성에 대한 실험적 연구는 시행 착오 방법을 기반으로했으며 그 과정의 특징은“정당한 도전”이라고 설명했다. 삼환계 교량에 기초한 그들의 기여는 결정화 경로를 이해하기위한 새로운 도구를 제공하여 촉매 및 분리에서 고급 응용을위한 재료를 설계 할 수있는 기회를 제공합니다. 또한 그들은“라만 밴드가 개별 제올라이트 고리에 할당 될 수 있다는 증거는 거의 없다”고 지적했다. 그들은이 가정을 테스트하고 서로 연결된 3 개의 제올라이트 고리 모음 인 3 환식 다리가 제올라이트 형성에 중요한 역할을한다는 것을 발견했습니다. 이를 사용하여 제올라이트 결합 각도와 라만 주파수 사이의 정확한 관계를 발견하여 제올라이트 결정화 동안 형성되는 구조를 정확히 찾아 낼 수 있습니다. 향후 연구에서 Auerbach, Fan 및 그들의 팀은 제올라이트 결정화 과정에서 라만 스펙트럼을 측정하고 모델링하여 어떤 삼환 식 교량이 존재하고 결과적인 제올라이트에 의해 상속 될 것인지를 결정하려고 계획하고 있습니다.
참조 :“제올라이트의 라만 스펙트럼 이해를위한 이웃 고리를 포함한 3 환식 교량의 중요한 역할”Wang Tongkun, Song Luo, Geoffrey A. Tompsett, Michael T. Timko, Wei Fan 및 Scott M. Auerbach, 2019 년 11 월 28 일, Journal of the 미국 화학 학회 de. DOI : 10.1021 / jacs.9b10346
.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.
.놀라운 이미지는 박테리아가 어떻게 인간의 혀에 커뮤니티를 형성 하는지를 보여줍니다
주제 : 박테리아생화학세포 프레스미생물학 으로 셀 보도 2020 년 3 월 24 일 혀 컨소시엄 박테리아 바이오 필름은 혀의 표면에서 긁어 내고 CLASI-FISH를 사용하여 이미지화되었습니다. 인간 상피 조직은 중심핵 (회색)을 형성합니다. 색상은 다른 박테리아를 나타냅니다. 방선균 (빨간색)은 코어에 가까운 영역을 차지합니다. 연쇄상 구균 (녹색)은 외부 껍질과 내부 줄무늬로 국한되어 있습니다. 다른 분류군 (로시 아, 시안, 네이 세리아, 노랑, Veillonella, 마젠타)은 중앙 중심에서 바깥쪽으로 공동체의 성장을 제안하는 클러스터와 줄무늬로 존재합니다. 출처 : Steven Wilbert와 Gary Borisy, Forsyth Institute
최근에 개발 된 형광 이미징 기술을 사용하여 미국의 연구원들은 인간의 혀에 미생물 군집의 고해상도지도를 개발했습니다. Cell Reports 저널에 3 월 24 일 발표 된 이미지 는 혀 표면의 미생물 바이오 필름이 복잡하고 고도로 구조화 된 공간 조직을 가지고 있음을 보여준다. Forsyth Institute 및 Harvard Dental Medicine School의 선임 저자 게리 보리스 (Gary Borisy)는“구조의 상세한 분석을 통해 지역 사회 성장과 조직의 원리에 대해 추론 할 수있다. “혀의 박테리아는 단순한 더미 그 이상입니다. 그것들은 우리 몸의 기관과 비슷합니다.” 인간 구강 마이크로 바이 옴은 복잡한 생태계입니다. 구강 내 미생물 군집의 공간 구성은 온도, 수분, 타액 흐름, pH, 산소 및 마모 또는 구강 위생과 같은 장애의 빈도를 포함한 다양한 요인의 영향을받습니다. 또한, 미생물은 대사 산물, 영양소 및 과산화수소 및 항균성 펩타이드와 같은 억제 분자의 공급원 및 싱크 역할을하여 이웃에 영향을 미칩니다. 공간을 점유함으로써, 미생물은 바람직한 서식지로부터 서로를 물리적으로 배제 할 수 있지만, 그들의 표면은 또한 다른 미생물이 부착 할 수있는 결합 부위를 제공한다. 인간의 혀에있는 미생물 군집의 고해상도지도는 혀 표면의 미생물 생물막이 복잡하고 고도로 구조화 된 공간 조직을 가지고 있음을 보여줍니다. 그러나 공간 패터닝은 미생물 생태학 분야에서 상대적으로 거의 관심을받지 못했다. 공동 저자 인 Jessica Mark Welch (@JMarkWelch)는 매사추세츠 주 우즈 홀에있는 해양 생물학 연구소의 미생물 생태학자인“저희는 옆에있는 사람을 배움으로써 누가 이러한 공동체가 어떻게 작용하는지 이해하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다. “혀는 많은 양의 미생물을 보유하고 의학의 전통적인 기준점이기 때문에 특히 중요합니다. '혀를 내밀어 라'는 것은 의사가 가장 먼저 말하는 것 중 하나입니다.” 새로운 연구에서 연구원들은 최근 Borisy 실험실에서 개발 된 Combintorial Labeling and Spectral Imaging – Fluaescence in situ Hybridization (CLASI-FISH)이라는 기술을 사용했습니다. 이 전략은 여러 유형의 형광 단으로 특정 유형의 미생물에 라벨을 붙이는 것으로 단일 시야에서 동시에 식별되고 국소화 될 수있는 다양한 종류의 미생물을 크게 확장합니다. Borisy는“우리의 연구는 이전에 아무도 다른 박테리아를 구별하는 방식으로 혀의 바이오 필름을 볼 수 없었기 때문에 참신합니다. “박테리아 공동체에 대한 이전 연구의 대부분은 DNA 시퀀싱 기반 접근법을 사용했지만 DNA 서열을 얻으려면 먼저 샘플을 갈아서 DNA를 추출해야했습니다. CLASI-FISH 기술로 이미징하면 공간 구조를 보존하고 동시에 박테리아를 식별 할 수 있습니다.” 먼저, 연구원들은 21 명의 건강한 참가자의 혀에서 긁어 낸 작은 샘플 내에 포함 된 주요 박테리아 분류군을 식별하기 위해 서열 데이터를 분석했습니다. 서열 분석에 의해 유도 된, 영상화 접근법은 주요 생물 종 및 선택된 종을 표적화하여 마이크로 바이 옴 구조의 포괄적 인 견해를 수득 하였다. 연구자들은 혀에 풍부하고 개인의 80 % 이상에 존재하는 17 개의 박테리아 속을 확인했습니다. 샘플은 유리 박테리아, 숙주 상피 세포에 결합 된 박테리아 및 컨소시엄 (구조적으로 복잡한 다층 바이오 필름)으로 구성된 박테리아로 구성되었다. 컨소시엄은 단일 분류에 의해 지배되는 공간적으로 국소화 된 도메인으로 구성된 커뮤니티 구조의 패치 성을 보여 주었다. 그것들은 모양이 다양하지만, 전형적으로 수십에서 수백 미크론의 길이였으며, 상피 세포의 핵심과 잘 정의 된 둘레를 가졌다. 모든 피험자의 혀에는 Actinomyces , Rothia 및 Streptococcus 의 3 가지 속으로 구성된 컨소시엄이있었습니다 . 방선균 은 종종 코어 근처에 나타 났으며, 로티 아는 종종 컨소시엄 외부를 향한 큰 패치로 관찰되었습니다. 연쇄상 구균 은 컨소시엄 외부에 얇은 껍질을 형성하는 것으로 관찰되었으며 내부에 정맥이나 패치가 형성되었습니다. Mark Welch는“종종 적으로 우리의 종 수준의 이미징 결과는 주요 플레이어의 서식지 특이성에 대한 이해를 확인하고 심화시키고 높은 이미징 및 식별 해상도에서 미생물 군집의 가치를 보여줍니다. 종합하면, 결과는 우리의 혀에있는 구조화 된 미생물 군집이 어떻게 생성되는지에 대한 모델을 제안합니다. 첫째, 박테리아 세포는 혀 표면의 상피에 단독으로 또는 작은 클러스터로 부착됩니다. 인구 증가 동안, 상이한 분류군은 서로를 밀어 내고 생리 학적 요구를지지하는 미세 환경에서보다 빠르게 증식한다. 이러한 차이로 인해 패치 모자이크 조직이 더 크고 더 성숙한 구조로 관찰됩니다. 이미지는 또한 질산염 감소가 가능한 일부 분류군 (Actinomyces, Neisseria, Rothia 및 Veillonella)이 혀 컨소시엄에서 두드러짐을 보여 주었다. 이것은 사람의 혀 표면에 작은 융기가 타액 질산염을 아질산염으로 전환시키는 박테리아의 성장을 촉진하도록 구성 될 가능성을 높입니다. 이것은 인간 숙주 게놈에 의해 암호화되지 않은 기능입니다.
참고 자료 : 2020 년 3 월 24 일 Steven A. Wilbert, Jessica L. Mark Welch 및 Gary G. Borisy의“인간 혀 Dorsum 미생물 군집의 공간 생태학”, Cell Reports . DOI : 10.1016 / j.celrep.2020.02.097 이 작업은 국립 보건원 (National Institutes of Health)의 지원을 받았습니다.
https://scitechdaily.com/incredible-images-reveal-how-bacteria-form-communities-on-the-human-tongue/
.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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