자동화 된 '파이프 라인'으로 고급 현미경 데이터에 대한 액세스 개선
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.놀라운 나노 소재는 동시에 꼬이거나 풀리지 않습니다
TOPICS : 나노 기술광학대학교 으로 목욕의 대학 2019년 9월 14일 꼬이고 꼬이지 않는 나노 물질 University of Bath에서 개발 된 나노 물질은 레이저 광을 사용하여 방향 분자 비틀림을 매우 민감하게 감지 할 수 있습니다. 크레딧 : Ventsislav Valev와 Alex Murphy
과학자들은 동시에 꼬이거나 꼬이지 않은 나노 물질의 비밀을 밝힙니다. 대학 에서 개발 한 자료 of Bath 는 방향 분자 비틀림을 매우 민감하게 감지 할 수 있습니다. 바스 대학 (University of Bath)의 과학자들이 개발 한 새로운 나노 물질은 가장 유망한 미래형 의약품의 일부를 조사하는 과학자들이 직면 한 수수께끼를 해결할 수있었습니다. 핀 헤드보다 10,000 배 작은 분자와 재료로 나노 스케일을 연구하는 과학자들은 동일한 구조를 가진 거울상 분자는 매우 다른 성질을 가질 수 있기 때문에 키랄성 (chirality)으로 알려진 일부 분자가 꼬이는 방식을 테스트 할 수 있어야합니다. 예를 들어 한 종류의 분자는 레몬이 한 방향으로 비틀면 레몬 냄새가 나고 다른 방향은 비틀면 오렌지 냄새가납니다. 이러한 비틀림을 감지하는 것은 제약, 향수, 식품 첨가물 및 살충제와 같은 일부 고 부가가치 산업에서 특히 중요합니다. 최근, 분자의 키랄성을 구별하는 것을 돕기 위해 새로운 종류의 나노 스케일 재료가 개발되었다. 소위 '나노 소재'는 일반적으로 키랄 자체 인 작은 꼬인 금속 와이어로 구성됩니다. 그러나 나노 물질의 비틀림과 연구에 도움이되는 분자의 비틀림을 구별하는 것은 매우 어려워졌다. 이 문제를 해결하기 위해 University of Bath의 물리학과 팀은 뒤틀린 나노 재료를 만들었습니다. 이 나노 물질은 서로 반대의 꼬임 수를 가지므로 서로 상쇄됩니다. 일반적으로 빛과 상호 작용할 때 이러한 재료는 비 틀리지 않고 나타납니다. 그러면 분자와 상호 작용하도록 어떻게 최적화 될 수 있습니까? 연구팀은 재료의 대칭 특성에 대한 수학적 분석을 통해 '숨겨진'비틀림을 가져오고 분자의 키랄성을 매우 민감하게 감지 할 수있는 몇 가지 특별한 경우를 발견했습니다. 배스 대학교 물리학과 교수 Ventsislav Valev 교수 는 다음과 같이 말했습니다 :“이 연구는 전체 연구 분야의 중요한 장애물을 제거하고 나노 물질을 사용하여 분자의 키랄성을 매우 민감하게 감지 할 수있는 길을 열어줍니다.” 연구를 진행 한 박사 과정 학생 Alex Murphy는 다음과 같이 말했습니다 :“분자 키랄성은 공부하기에 놀라운 재산입니다. 동일하지만 반대로 꼬인 분자가 레몬과 오렌지의 냄새를 맡기 때문에 키랄 냄새를 맡을 수 있습니다. 아스파탐의 비틀림은 달콤하고 다른 하나는 맛이 없기 때문에 키랄성을 맛볼 수 있습니다. 멘톨을 한 번 비틀면 피부에 시원함이 생기고 다른 하나는 그렇지 않기 때문에 키랄 감을 느낄 수 있습니다. 조개 껍질로 표현 된 키랄성을 만집니다. 또한 키랄성이 레이저 광의 색과의 상호 작용으로 표현되는 것이 좋습니다.” 이 연구는 Nanoscale Horizons 저널에 실렸다 . 이 연구는 왕립 학회, 공학 및 물리 과학 연구위원회 및 과학 기술 시설위원회가 자금을 지원했습니다.
참고 문헌 : Christian Kuppe, Xuezhi Zheng, Calum Williams, Alexander WA Murphy, Joel T. Collins, Sergey N. Gordeev, Guy AE Vandenbosch 및 Ventsislav K. Valev, Nanoscale Horiz. , 2019,4, 1056-1062 DOI : 10.1039 / C9NH00067D
https://scitechdaily.com/astonishing-nanomaterial-is-both-twisted-and-untwisted-at-the-same-time/
.이식 가능한 요소는 유전자 발현과 진화에 중요한 역할을합니다
에 의한 미시간 대학 크로 마틴 루프는 유전자의 조절 수준을 결정하는 역할을하는 프로모터 및 인핸서 서열을 포함하는 유전자의 조절 인접성을 정의하기 때문에 유전자 조절에 중요하다. 놀랍게도, 트랜스 포저 블 요소 (TE)는 인간 및 마우스 게놈에서 모든 루프 경계의 약 1/3을 생성하고 각 종에 고유 한 루프의 75 %까지 기여합니다. TE가 인간-특이 적 또는 마우스-특이 적 루프를 만들면 유전자의 조절 환경을 변경하여 유전자 발현이 변경 될 수 있습니다. 그림은 동일한 표적 유전자에 대한 4 개의 인핸서 서열이 보존 루프 내에있는 인간 및 마우스 게놈의 가상 영역을 보여준다. 이 예에서, 인간 게놈 (오렌지색 막대)의 TE 유래 루프 경계는 규제 지역을 축소시킵니다. 4 개의 인핸서 중 2 개가 그들의 표적 유전자의 프로모터 서열과 상호 작용하는 것을 방지한다. 최종 결과는 마우스에 비해 인간에서 유전자 발현이 감소된다. 이들과 같은 루핑 변이는 종 전체 및 상이한 인간 세포 유형 사이의 차등 유전자 조절의 중요한 근본적인 원인 인 것으로 보이고, 이는 TE 활성이 진화 및 질병에서 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 크레딧 : Adam Diehl
최근까지, 이식 가능한 요소가 유전자 조절에 어떻게 기여하는지에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. 이들은 스스로 복제되고 게놈에 퍼질 수있는 작은 DNA 조각입니다. 그것들은 인간 게놈의 거의 절반을 차지하지만, 종종 무시되고 일반적으로 세포의 활동에서 최소한의 역할을하는 "무용 한 정크"로 생각됩니다. Adam Diehl, Ningxin Ouyang 및 미시간 대학교 의대 앨런 보일 (Alan Boyle)과 RNA Biomedicine UM 센터의 멤버에 의한 새로운 연구에 따르면, 이식 가능한 요소는 유전자 진화에 대한 이해를 증진시키는 의미로 유전자 발현을 조절하는 데 중요한 역할을합니다. . 이식 가능한 요소는 세포 주위를 움직이며, 이전에 생각했던 것과 달리,이 논문의 저자는 다른 위치로 갈 때, 이식 가능한 요소는 때때로 DNA 가닥이 3 차원 공간에서 상호 작용하는 방식을 바꾸어 3- D 게놈. 게놈에서 3 차원 접촉의 3 분의 1은 실제로 이식 가능한 요소에서 비롯된 것으로, 이러한 영역에 의한 대규모 변이로 인해 변이를 반복하고 유전자 발현과 진화에서 매우 중요한 역할을하는 것으로 보인다. 3 차원 구조를 결정하는 주성분은 CTCF라는 단백질입니다. 이 연구는 특히 transposable 요소가 어떻게 새로운 CTCF 부위를 만들어 기존 게놈 구조를 납치하여 게놈에 새로운 3 차원 접촉을 형성하는지에 초점을 맞추었다. 저자는 이들이 종종 세포에서 조절 활성과 유전자 발현에 영향을 줄 수있는 가변 루프를 생성한다는 것을 보여줍니다. 이 발견은 인간 세포 와 마우스 세포 에서 관찰되었으며 transposable 요소가 종내 변이와 종간 발산에 기여하는 방법을 보여주고 유전자 조절, 조절 진화, 루핑 발산 및 transposable 요소 생물학을 포함한 영역에서 추가 연구 노력을 이끌 것입니다. 이 작업을 능률화하기 위해 저자는 종간 짧은 유전자 서열의 물리적 인 이득과 손실을 추적하기 위해 MapGL이라는 소프트웨어를 개발했습니다. 예를 들어, 가장 일반적인 조상에 존재하는 서열 은 어딘가에서 상실되었거나, 반대로, 공통 조상에는 없었지만 나중에 인간 게놈에서 얻어 졌을 수 있습니다. MapGL을 사용하면 종 간의 구조적 변화에 대한 진화 적 영향에 대한 예측을 수행 할 수 있으며 이러한 유형의 분석을보다 쉽게 이용할 수 있습니다. 이 논문의 입력은 일련의 CTCF 결합 부위로 MapGL에 의해 라벨링되어 서열 이득 / 손실 과정이 인간과 마우스 사이의 CTCF 결합의 많은 차이를 설명한다는 것을 보여 주었다. 컴퓨터 과학 및 분자 생물학의 배경을 가진 Alan Boyle은 자신이 항상 유전자 조절에 관심이 있다고 설명합니다. "복잡한 회로와 같다 : 게놈의 3 차원 구조에 대한 변화를 통해 유전자 조절 을 교란시키는 것은 매우 다르고 광범위한 결과를 가질 수있다." Adam Diehl의 경우,이 연구는 과학자들이 현미경을 통해 염색체의 모양을 처음 보았던 1800 년대 후반에 시작된 위대한 발견을 계속합니다. 그들은 세포들 사이의 모양 차이를 관찰하였고, 핵 내부의 모양이 모체와 딸 세포들 사이에서 동일하게 유지됨을 알아 차렸다. 수십 년 후, 코멜 대학 (Cocorn University)의 알마 교인에서 이식 가능한 요소가 발견되었습니다. 유전자 점프는 옥수수 식물의 표현형을 바꿀 수 있습니다. 인간과 침팬지의 유전자가 종 사이의 차이를 설명하기에 너무 비슷하기 때문에 어떻게 70 년대, 과학 초점에 이동 유전자가 사용되고있다. Diehl에게 "이 모든 지식을 종합하여 종 진화에 대한 다음 단계에 기여할 수있어서 매우 기쁩니다." 이 연구팀은 3 차원 게놈 에 대한 이식 가능한 요소의 영향에 대해 추가로 연구 할 것이지만 이번에는 종 전체가 아닌 단일 인간 모집단 샘플에 특별한 관심을 가지고 있습니다. 다음 단계는 인간 집단에 따라 변이 가능한 이식 가능한 요소 삽입을 식별 할 수있는 새로운 시퀀싱 방법을 사용한 실험적 후속 조치를 포함 할 것이다. 이 방법은 의과 대학 미시간 대학교의 Ryan Mills 실험실과 공동으로 개발되었습니다. 다음 결과는 신경 퇴행성 질환에 대한 가능한 적용과 함께 이식 가능한 요소의 조절 역할에 대한 이해를 더욱 증진시킬 것으로 기대된다.
더 탐색 게놈의 '점프'시퀀스 길들이기 추가 정보 : Adam G. Diehl et al., Transposable 요소는 포유류 게놈의 Nature and Communications (2020) 에서 세포 및 종별 염색질 루핑 및 유전자 조절에 기여 DOI : 10.1038 / s41467-020-15520-5 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 미시간 대학
https://youtu.be/E2YvdQKLCDc
https://phys.org/news/2020-04-transposable-elements-important-role-genetic.html
.KIST, MXene을 이용한 나노 미터 두께의 전기 기계 차폐막 개발
이미지 : 균일 한 나노 미터 두께의 MXene 필름을 유연한 전자 장치 및 5G 통신 장치에서 전자기 차폐로 사용할 수 있습니다 영상:
한국 과학 기술 연구원 (KIST) 한국의 한 연구팀은 전자파 장애 (EMI) 차폐 용 초박형 재료를 제조하는 기술을 개발했습니다. 한국 과학 기술 연구원 (KIST, 윤석진 연기 사장) 구총 민이 이끄는 연구팀은 초박형 나노 미터 두께의 필름을 개발했다고 발표했다. EMI 차폐를위한 새로운 2 차원 나노 물질 인 MXene을 사용합니다. 이 연구는 한국 과학 기술원 재료 공학과 김상욱 교수 (KAIST, 신성철 사장)와 유리 고고시 교수가 이끄는 연구팀과 공동으로 진행되었다. 미국 Drexel University에서 2016 년 Koo Chong-min에 의해보고 된 높은 전기 전도성을 가진 마이크로 미터 두께의 MXene 필름은 뛰어난 전자기 간섭 차폐를 나타냅니다. 그러나 h5G 통신 및 모바일 장치와 같이 고도로 통합 된 전자 장치에 MXene을 직접 적용하는 데 사용할 수있는 기술은 없었습니다. * MXene : 금속과 동일한 수준의 전기 전도성 (10,000 S / cm)을 갖는 2D 나노 물질. KIST 소재 건축 연구 센터 장 구 총민 (Koo Chong-Min)이 이끄는 연구팀이보고 한 바에 따르면, 재료의 전기 전도성이 높을수록 전자기 간섭 차폐 성능이 높아진다 (Science 353, Issue 6304, pp. 1137-1140) . KIST-KAIST-Drexel 공동 연구팀은 자체 조립 기술을 사용하여 균일 한 원자 규모 두께의 초박형 MXene 필름을 제작했습니다. MXene 필름은 현재까지보고 된 다른 어떤 재료보다 훨씬 뛰어난 절대 전자기 차폐 성능 (두께 및 밀도에 대한 차폐 효과)이 뛰어난 것으로보고되었습니다. 연구팀은 휘발성 용액을 희석 된 MXene 용액의 표면에 첨가함으로써 부유 식 MXene 플레이크를 유도 할 수있었습니다. 표면 장력의 차이로 인한 수직 대류는 미크론 크기의 MXene 플레이크의 자체 조립을 유발하여 균일 한 원자 규모 두께의 대형 초박형 MXene 필름을 만듭니다. 연구팀은 두께가 55nm에 이르는 층의 MXene 필름이 99 % 전자파 차폐 효율을 제공한다는 것을 발견했습니다. 이 팀의 새로운 기술을 사용하여 제작 된 Ultrathin MXene 필름은 원하는 두께, 투과율 및 표면 저항을 위해 모든 기판에 쉽게 옮길 수 있으며 여러 번 적층 할 수 있습니다. "우리는 균일 한 원자 규모 두께의 초박형 Ti3C2Tx MXene 필름을 제조하기 위해 자체 조립 기술을 사용했습니다.이 기술은 나노 미터 두께의 2D 나노 물질의 전자기 차폐 메커니즘을 조사하고 유연한 전자 제품을위한 초박형 전자기 차폐 응용 기술을 개발하는 데 도움이되었습니다. "라고 KIST 재료 건축 연구 센터 책임자 구 총민은 말했다. "우리는 초박형 코팅 된 MXene 기술이 다양한 전자 장치에 적용될 수 있고 대량 생산에 사용될 수 있으므로 차세대 경량 전자기 차폐 및 유연하고 인쇄 가능한 전자 장치의 응용에 대한 연구를 용이하게 할 수 있다고 생각합니다."
신용: 국립 과학 기술위원회 링크: http://dx.doi.org/10.1002/adma.201906769 2020 년 4 월 15 일
.자동화 된 '파이프 라인'으로 고급 현미경 데이터에 대한 액세스 개선
에 의한 미시간 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 4 월 14 일
미시간 대학교 생명 과학 연구소 (University of Michigan Life Sciences Institute)의 과학자들이 만든 새로운 데이터 처리 방식은 냉동 전자 현미경 장비로 생성 된 데이터에 대한 더 간단하고 빠른 경로를 제공하여이 강력한 기술의 광범위한 채택에 대한 장벽을 제거합니다. Cryo-EM을 통해 과학자들은 얇은 얼음 층에서 플래시로 동결 된 세포 단백질 및 기타 분자의 3 차원 형태를 결정할 수 있습니다. 고급 현미경은 얼음을 통해 고 에너지 전자를 비추고 수천 개의 비디오를 캡처합니다. 그런 다음이 비디오를 평균화하여 분자의 3 차원 구조를 만듭니다. 이러한 분자의 정확한 구조를 밝혀내어 연구자들은 분자가 세포에서 어떻게 기능하고 이들이 어떻게 인간의 건강 과 질병에 기여하는지에 대한 중요한 질문에 대답 할 수 있습니다 . 예를 들어, 연구원들은 최근 COVID-19 바이러스의 단백질 스파이크가 어떻게 숙주 세포로 진입 할 수있게하는지 cryo-EM을 사용했습니다. 최근 cryo-EM 기술의 발전으로이 분야는 새로운 사용자에게 빠르게 개방되었으며 데이터 수집 속도가 증가했습니다. 그러나 이러한 개선에도 불구하고, 연구원들은이 기술의 모든 잠재력에 접근하는 데 여전히 큰 장애물에 직면 해 있습니다. 현미경의 테라 바이트 단위의 데이터를 3D 구조로 분석 할 준비가 된 복잡한 데이터 처리 환경. 연구자들이 연구하고자하는 3 차원 구조 분석을 시작하기 전에 일련의 전처리 단계와 주관적인 결정을 완료해야합니다. 현재,이 단계들은 인간에 의해 감독되어야합니다. 연구원들은 cryo-EM을 사용하여 다양한 분자 유형을 분석하기 때문에 모든 연구원들이이 단계를 수행 할 수있는 일반적인 지침을 만드는 것이 거의 불가능하다고 생각했습니다. 새로운 프로그램 개발을 주도한 LSI의 Willis Life Sciences 연구원 인 Yilai Li. Li는“이러한 전처리 단계를위한 자동화 된 파이프 라인을 만들 수 있다면 전체 프로세스가 특히 사용자에게 친숙 할 수있다”고 말했다. LSI 조교수 Michael Cianfrocco의 실험실에서 Li와 그의 동료들은 기계 학습을 사용하여 그러한 파이프 라인을 개발했습니다. 이 프로그램은 4 월 14 일자 저널 저널 ( Structure) 에 대한 연구의 일부로 출판되었습니다 . 새로운 프로그램은 여러 가지 심층 학습 및 이미지 분석 도구를 기존 소프트웨어 데이터 전처리 알고리즘과 연결하여 막대한 데이터 세트를 연구원이 분석을 시작하는 데 필요한 정보로 좁 힙니다. UM Medical School의 생물 화학 조교수 인 Cianfrocco는“이 파이프 라인은 숙련 된 사용자가 얻은 지식을 활용하여 다양한 배경을 가진 사용자의 접근성을 향상시키는 프로그램에 넣었습니다. "실제로 프로세스 단계를 능률화하여 연구원들이 중요한 질문, 즉 그들이 묻고 답변하려는 과학적 질문에 집중할 수 있도록합니다." 이 연구는 Structure 저널에 게재 됩니다.
더 탐색 연구에 따르면 두 단백질이 세포 운동, 전이를 촉진하기 위해 상호 작용하는 복잡한 방식이 공개됩니다 추가 정보 : Yilai Li et al., 사용자 프리 전처리 루틴에 의해 활성화 된 고 처리량 Cryo-EM, 구조 (2020). DOI : 10.1016 / j.str.2020.03.008 저널 정보 : 구조 에 의해 제공 미시간 대학
https://phys.org/news/2020-04-automated-pipeline-access-advanced-microscopy.html
.기계적으로 견고하고 형태 변형 구조를 인쇄하는 새로운 소재
작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : Zhang et al. 2020 년 4 월 14 일 기능
최근에, 3D 프린팅은 전자 부품뿐만 아니라 다양한 다른 물체의 대규모 생산을위한 흥미로운 새로운 가능성을 열어주었습니다. 이를 위해 전 세계 리서치 팀은 모양을 쉽게 변경할 수있는 재료와 구조를 만들려고 노력해 왔으며, 이는 3D 인쇄 응용 분야에 특히 유용 할 수 있습니다. 지금까지 개발 된 많은 프로그램 가능하고 형태 변환 재료는 3D 인쇄에 유망한 것으로 입증되었지만 종종 기계적으로 견고하지는 않습니다. 이것은 많은 무게 나 변형에 강한 물체를 인쇄하는 데 바람직하지 않습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 조지아 공과 대학 (Georgia Institute of Technology), 북경 대학교 (Peking University) 및 베이징 공과 대학 (Beijing Institute of Technology)의 연구원들은 최근에 기계적으로 견고한 새로운 형태 변형 재료 시스템을 제안했습니다. 완전히 반응하지 않은 휘발성 성분의 휘발을 통해 생성 된이 새로운 물질 은 ACS Applied Materials & Interfaces에 발표 된 논문에 실 렸습니다 . 이 논문의 주요 저자는 Qiang Zhang과 Xiao Kuang입니다. "이전 연구에서 우리는 gDLP (grayscale digital light processing) 인쇄를 사용하여 형태 변형 구조를 만들고 잉크젯 인쇄를 사용하여 직접 4D 인쇄를 실현했습니다"라고 연구를 수행 한 연구원 중 한 사람인 Jerry Qi는 TechXplore에 말했다. "그러나, 우리는 신속하고 주문형 모양 변형 및 기계적으로 견고한 구조의 4D 인쇄가 여전히 중요한 과제라는 것을 알았습니다." 이전 연구 결과에서 영감을 얻은 Qi와 그의 동료들은 휘발에 의한 형태 변형 메커니즘을 고안하여 반응성 및 휘발 성분을 포함하는 gDLP 인쇄를위한 새로운 재료 시스템을 만드는 데 사용했습니다. 주어진 물체 를 인쇄하는 데 사용 된 후 , 고온에서 잔류 단량체의 직접 휘발을 통해 재료의 형태가 빠르게 변할 수 있습니다. Qi는 "gDLP 프린팅에 의해 가능하게 된 복셀 수축 장치의 분포를 제어함으로써 주문형 복잡한 형상 이동을 달성 할 수 있었다"고 말했다. "형상 변형 후, 구조물의 기계적 특성을 실질적으로 향상시키기 위해 사후 사진 경화 단계를 도입했습니다." 최근 논문에 발표 된 새로운 재료를 만들기 위해 연구원들은 3D 인쇄 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 잉크 유형에 반응성이 높고 휘발하는 재료를 추가했습니다. 이어서 잉크를 UV 광을 사용하여 고화시켰다. 흥미롭게도, 결과물 인 고체 구조물 은 단순히 가열하여 다양한 새로운 구성으로 변형 될 수 있습니다. Qi는 "우리가 개발 한 방법으로 변형 된 구조는 UV 광을 사용한 추가 처리를 통해 기계적으로 더욱 향상 될 수있다"고 말했다. "저희는 강력한 기계적 특성을 가진 빠른 형상 변경 구조에 저렴한 비용으로 액세스 할 수있는 다목적 방법을 개발하여 실제 응용 분야에서 4D 인쇄를 한 단계 더 발전 시켰습니다." Qi와 그의 동료들이 소개 한 자료 는 과거에 소개 된 3D 인쇄를위한 다른 형태 이동 자료 에 비해 많은 장점이 있습니다. 특히 주문형, 신속하고 높은 정밀도로 모양을 변경할 수있는 시스템을 만들 수 있습니다. 또한이 새로운 재료를 사용하여 인쇄 된 물체 또는 기술 구성 요소는 기계적으로 견고하므로 무거운 물체 나 기타 외부 힘에 의해 쉽게 손상되지 않습니다. 앞으로 Qi와 그의 동료들이 고안 한 재료 및 인쇄 기술은 예술품, 스마트 장치, 배치 가능한 전자 장치 및 스마트 광학 장치를 포함한 다양한 품목의 3D 및 4D 인쇄를 가능하게 할 수있었습니다. "우리의 향후 연구 계획에는 훨씬 더 큰 크기의 형태 변경 구조를 제조하고 유연한 전자 장치 및 광학 장치와 같은 여러 다른 기능과 형태 변경을 통합하여 주파수 조정 가능 안테나 및 자체 폴딩 RFID를 포함한 스마트 장치를 제조하는 것이 포함됩니다. "제나라는 말했다.
더 탐색 혁신적인 가역 4D 프린팅 개발 팀 추가 정보 : Qiang Zhang et al. 4D 프린팅, ACS 응용 재료 및 인터페이스 (2020)를 향한 급속한 휘발 유도 기계적 견고한 형태 모핑 구조 . DOI : 10.1021 / acsami.0c02038 저널 정보 : ACS 응용 재료 및 인터페이스
https://phys.org/news/2020-04-material-mechanically-robust-shape-shifting.html
.세계에서 가장 복잡한 미세 입자 – 자연의 복잡성을 능가하는 합성
TOPICS : Bionanotechnology재료 과학나노 입자University Of Michigan 으로 미시간 대학 2020년 4월 15일 뾰족한 입자 모두 같은 방향으로 꼬인 곡선 형 금 시스테인 나노 시트로 제작 된이 스파이크 나노 입자는 측정 된 최고의 복잡도를 달성했습니다. 자외선을 흡수하고 가시 광선 스펙트럼에서 꼬인 빛을 방출합니다. 크레딧 : Wenfeng Jiang, 미시간 대학교 코토 프 연구소
자연에서 발견되는 가장 복잡한 것보다 복잡한 합성 미세 입자는 미시간 대학의 국제 팀에 의해 생산되었습니다. 또한 이러한 복잡성이 어떻게 발생하는지 조사하고이를 측정 할 방법을 고안했습니다. 이번 연구 결과는 페인트와 같은보다 안정적인 유체-입자 혼합 및 빛을 비틀는 새로운 방법 (홀로그램 프로젝터의 전제 조건)을위한 길을 닦았습니다. 입자는 수 마이크론 또는 수백만 밀리미터의 볼에 배열 된 꼬인 스파이크로 구성됩니다.
카약 입자 금 시스테인 나노 시트가 평평하게 유지되도록 설계된다면, 그 결과는 연구원들이“카약”입자라고 부르는 중간 정도의 복잡한 디자인입니다. 크레딧 : Wenfeng Jiang, 미시간 대학교 코토 프 연구소
생물학은 식물 꽃가루, 면역 세포 및 일부 바이러스와 같은 뾰족한 구조로 나노 및 마이크로 스케일에서 복잡성을 만드는 위대한 창조자입니다. 새로운 합성 입자의 규모에서 가장 복잡한 천연 입자 중에는 뾰족한 코코리 토 포어가있다. 지름이 수 미크론 인이 유형의 조류는 복잡한 석회암 껍질을 만드는 것으로 유명합니다. 이와 같은 입자가 어떻게 자라는 지에 관한 규칙을 더 잘 이해하기 위해 과학자와 엔지니어는 실험실에서 입자를 만들려고합니다. 그러나 지금까지 결과의 복잡성을 측정하는 공식적인 방법은 없었습니다. Joseph B.와 Florence V. Cejka는 "세계의 숫자는 세계를 지배하고, 뾰족한 모양을 엄격하게 묘사하고 복잡성을 표현할 수있게함으로써 나노 입자 설계에 인공 지능 및 기계 학습과 같은 새로운 도구를 사용할 수있게되었습니다."라고 말했습니다. 프로젝트를 이끄는 UM의 공학 교수. 브라질 상 파울로 연방 대학교와 브라질 상 파울로 대학교, 캘리포니아 공과 대학 및 펜실베이니아 대학교의 연구원을 포함하는이 팀은 입자가 훨씬 더 복잡하다는 것을 입증하기 위해 새로운 틀을 사용했습니다. coccolithophores.
간단한 입자 이러한 비교적 간단한 입자는 편평한 금 나노 시트가 몇 가지 상충되는 제한없이 서로 부착 될 때 발생한다. 크레딧 : Wenfeng Jiang, 미시간 대학교 코토 프 연구소
연방 대학의 화학 교수 André Farias de Moura가 이끄는 연구팀은 입자의 양자 특성과 나노 스케일 빌딩 블록에 작용하는 힘을 조사했습니다. 복잡성을 생성하는 주요 요인 중 하나는 키랄성 일 수 있습니다. 이러한 맥락에서 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 비틀리는 경향이 있습니다. 그들은 아미노로, 자신의 입자 빌딩 블록으로 봉사 나노 금 황화 시트, 코팅 키랄성 (chirality)을 도입 산 시스테인이라고합니다. 시스테인은 두 개의 거울상 형태로 제공되는데, 하나는 금판을 시계 방향으로 비틀어 놓고 다른 하나는 반 시계 방향으로 비틀어 놓습니다. 가장 복잡한 입자, 꼬인 가시를 가진 뾰족한 공의 경우, 각 금 시트는 동일한 형태의 시스테인으로 코팅되었다. 팀은 또한 다른 상호 작용을 통제했습니다. 평평한 나노 입자를 사용함으로써 그들은 둥글 지 않고 평평한 스파이크를 만들었다. 또한 전기적으로 충전 된 분자를 사용하여 반발로 인해 나노 스케일 구성 요소가 수백 나노 미터보다 큰 더 큰 입자로 만들어졌다.
코코 리포 포어 자연에서 발견되는이 스케일에서 가장 복잡한 입자 중 하나 인 코코리 토 포어 시라 코스 파 에라 (Cyralithophore Syracosphaera) anthos에 의해 생성 된 석회암 껍질은 카약 입자보다 복잡하지만 뾰족한 합성 입자보다 덜 복잡합니다. 크레딧 : 의례 www.mikrotax.org
재료 과학 및 거대 분자 과학 및 공학 교수 코토 프는“이러한 법은 종종 서로 상충되며 이러한 나노 입자 커뮤니티가 이들을 모두 만족시켜야하기 때문에 복잡성이 발생한다”고 말했다. 그리고 그 복잡성은 유용 할 수 있습니다. 꽃가루와 같은 입자의 나노 스케일 스파이크는 입자들이 서로 뭉치지 않도록합니다. 마찬가지로, 연구팀이 만든이 입자의 스파이크는 페인트와 같은 고체 / 액체 혼합물을 안정화시키는 데 유용한 물성 거의 모든 액체에 분산시키는 데 도움이됩니다. 꼬인 스파이크를 갖는 미세 입자는 또한 UV 광을 취하고 이에 응답하여 꼬인 (또는 원형 편광 된) 가시광을 방출한다. De Moura는“이러한 배출에 대한 이해는 조사에서 가장 어려운 부분 중 하나였습니다. 실험 및 시뮬레이션 결과 UV 입자가 입자의 심장에 흡수되어 양자 역학적 상호 작용을 통해 변형되어 곡선 스파이크를 통과 할 때까지 원형 편광 가시광으로 변한 것으로 보입니다. 연구원들은 그들이 밝혀낸 전술이 과학자들이 바이오 센서, 전자 및 화학 반응의 효율성을 향상시키는 입자를 설계하는 데 도움이 될 수 있다고 생각합니다. 이 연구는“계층 적으로 구성된 키랄 입자의 복잡성의 출현”이라는 제목의 제목이며 Science 지에 게재되었습니다. 이 연구는 미국 국방부, 국립 과학 재단 및 브라질 자금 지원 기관인 CAPES, CNPq 및 FAPESP의 지원을받습니다. 입자는 미시간 재료 특성 센터에서 연구되었습니다.
.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.
.Discovery는 차세대 데이터 스토리지를위한 새로운 길을 제공합니다
휴스턴 대학교 Jeannie Kever 연구원 인 Liangzi Deng (왼쪽)과 Paul Chu는 동료들과 함께 고압을 사용하여 상온에서 스카이 르미 온 특성을 유지할 수있는 새로운 화합물의 발견을보고했습니다. 이 작업은 차세대 데이터 스토리지를 약속합니다. 크레딧 : Houston University of Audrius Brazdeikis 2020 년 4 월 14 일
세계가 점점 더 연결됨에 따라 데이터 저장 및 처리에 대한 요구가 기하 급수적으로 증가하여보다 효율적인 데이터 저장 및 데이터 처리가 가능한 새로운 재료의 필요성이 강조되고 있습니다. 휴스턴 대학의 텍사스 초전도 센터 창립자 인 물리학 자 폴 칭우 추 (Paul Ching-Wu Chu)가 이끄는 국제 연구팀은 고압을 사용하여 상온 에서 스카이 머니 언 특성을 유지할 수있는 새로운 화합물을보고하고있다 . 결과는 또한 화학 압력을 사용하여 주변 압력에서 특성을 유지함으로써 상업적 응용에 대한 가능성을 제시 할 가능성을 시사합니다. 이 작업은 국립 과학 아카데미의 절차에 설명되어 있습니다. skyrmion은 균일 한 자석에 가능한 가장 작은 섭동입니다. 이러한 매우 작은 영역은 매우 적은 전류를 사용하여 이동시킬 가능성과 함께, 이들을 호스팅하는 재료를 고밀도 정보 저장을위한 유망한 후보로 만듭니다. 그러나 skyrmion 상태는 일반적으로 매우 낮고 좁은 온도 범위에서만 존재합니다. 예를 들어, 화합물 Chu 및 연구 된 연구에서, 스카이 르미 온 상태는 일반적으로 55K 내지 58.5K (-360.7 화씨 내지 -354.4 화씨 사이)의 약 3 켈빈도의 좁은 온도 범위 내에서만 존재한다. 따라서 대부분의 응용 프로그램에는 실용적이지 않습니다. Chu 박사는 구리 옥시 셀레 나이드 화합물을 사용하여, 하늘 온도 상태가 존재하는 온도 범위를 실온 근처에서 최대 켈빈 300도 또는 화씨 약 80도까지 크게 확장 할 수 있다고 말했다. 첫 번째 저자 인 Liangzi Deng은 자신과 동료가 개발 한 특수 기술을 사용하여 8 기가 파스칼 (GPa) 압력 하에서 실온에서 처음으로 상태를 성공적으로 감지했다고 말했다. Deng은 UH (TcSUH)의 Texas Superconductivity Center의 연구원입니다. 연구의 해당 저자 인 Chu는 구리 옥시 셀레 나이드 화합물이 압력이 증가함에 따라 다른 구조상 전이를 겪으며, 스카이 르미 온 상태가 이전에 생각했던 것보다 더 보편적 일 가능성을 시사한다고 밝혔다. "우리의 결과는 기본 결정 격자에 대한 skyrmions의 둔감성을 시사한다. 다른 skywnion 물질이 다른 화합물 에서도 발견 될 수있다 "고 Chu는 말했다. 이 연구는 구리 옥시 셀레 나이드 화합물에서 스카이 르미 온 상태 를 유지하는 데 필요한 압력이 화학적으로 복제 될 수있어 잠재적 인 상업적 응용에 대한 또 다른 중요한 요구 사항 인 대기압 하에서 작동 할 수 있음을 시사 합니다. Chu와 그의 동료들은 고온 초전도성 을 가지고 1987 년 에 화합물의 이온을 더 작은 등가 이온으로 대체하여 YBCO (이트륨, 바륨, 구리 및 산소)에서 고온 초전도성을 안정화 시켰다고 발표했다. .
더 탐색 실온에서 최초의 자성 천공기의 고속 직선 운동 시연 추가 정보 : Liangzi Deng et al., 고압 하에서 벌크 Cu2OSeO3의 상온 스카이 르미 온 단계 , National Science of Sciences (2020)의 절차. DOI : 10.1073 / pnas. 1922108117 저널 정보 : 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 휴스턴의 대학
https://phys.org/news/2020-04-discovery-avenue-next-generation-storage.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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