과학자들은 양자 물질의 스핀과 궤도 상태 사이의 연결을 끊습니다
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.Image: Sculpted by nature on Mars
이미지 : 화성에서 자연에 의해 조각
에 의해 유럽 우주국 이 색상으로 구분 된 지형 이미지는 19913 년 궤도에서 2019 년 9 월 30 일 Mars Express 고해상도 스테레오 카메라로 수집 한 데이터를 기반으로 Tharsis 화산 지역의 북동쪽에 위치한 Mars 표면의 일부를 보여줍니다. 이것은 Tempe Fossae – 시리즈의 일부입니다. 화성의 북부 고지대에있는 템피 테라를 가로 지르는 지각 결함. 이 뷰는 지형의 지형을 도출 할 수있는 지역의 디지털 지형 모델 (DTM)을 기반으로합니다. 표면의 아래쪽 부분은 파란색과 자주색으로 표시되며 높은 고도 영역은 오른쪽 상단의 눈금에 표시된대로 흰색, 노란색 및 빨간색으로 표시됩니다. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU 베를린, CC BY-SA 3.0 IGO MAY 15, 2020
자연은 강력한 조각가입니다. ESA의 Mars Express의이 이미지에서 볼 수 있듯이, 흉터가 심하고 부서진 화성 풍경을 묘사합니다. 이 지형은 수억 년 동안 화성 표면에 작용하는 강렬하고 연장 된 힘에 의해 형성되었습니다. 화성의 특징은 종종 눈을 속입니다. 땅이 당신쪽으로 올라 갔는지, 아니면 떨어졌는지 알기가 어려울 수 있습니다. 이것은 특히 충격 분화구 에서 흔히 발생하는 현상으로 "크 래터 / 돔 착시"라고 불립니다. 일부 이미지에서 분화구는 뷰어를 향해 아치형으로 보이는 커다란 돔처럼 보이지만 다시 살펴보면 예상대로 주변 지형에서 우울증이됩니다. 이러한 현상은 화성 북부의 템프 테라 지역을 가로 질러 발생하는 일련의 결함 인 템프 포사 (Tempe Fossae)의 일부를 보여주는 Mars Express의이 이미지에서 진행되고 있습니다. 언뜻보기에, 땅이 올라가고 있는지, 가라 앉거나 두 가지가 혼합되어 있는지 알기가 어렵습니다. 여기의 풍경은 긁히고, 흠집이 나고 주름이 생깁니다. 능선은 프레임을 가로 질러 슬라이스되고 이상한 충돌 분화구와 산재되어 있으며 전체 지역에는 절벽과 틈이 가득합니다. 이곳의 지형은 북반구의 낮은 평원과 남쪽의 고원 사이의 경계에있는 행성 적도에 가까운 Tharsis 상승이라고도하는 화산 Tharsis 지방에 속하며 과정에서 유래 한 복잡한 지질을 표시합니다 그것의 형성에 관여.
이 이미지는 Tharsis 화산의 북동쪽에 위치한 화성 표면의 일부를보다 넓은 맥락에서 보여줍니다. 이것은 Tempe Fossae – 화성의 북부 고지대에있는 Tempe Terra를 가로 지르는 일련의 지각 결함입니다.굵은 흰색 상자로 표시된 영역은 19913 년 궤도에서 2019 년 9 월 30 일 Mars Express 고해상도 스테레오 카메라로 이미지화 된 영역을 나타냅니다. 크레딧 : NASA MGS MOLA 과학 팀
Tempe Fossae는 두 가지 주요 화성 지형 인 그라 벤과 호르스트가 특징 인 지형의 훌륭한 예입니다. 어떤면에서 이들은 서로 반대입니다. 그래 벤 (graben)은 대략 두 개의 평행 한 결함 사이에서 떨어진 땅 조각이며, 호르스트는 결함 사이에서 향상되는 땅입니다. 여기에 보이는 그라 벤은 기껏해야 수 킬로미터, 수백 미터, 수백 킬로미터에 이릅니다. 둘 다 화성 표면을 가로 질러 작용하는 화산력과 지각력에 의해 만들어졌으며, 이로 인해 땅이 부서져 새로운 구성으로 조작되었다. Mars Express는 Claritas Fossae, Acheron Fossae 및 인근 Ascuris Planum을 포함한 지역에서 이러한 기능을 여러 번 관찰했습니다. 초기의 시각적 혼란에도 불구하고,이 지형은 결점, 고지대, 깊은 계곡 및 대부분 평행 한 융기 부분이 혼합되어있어 표면과 화성 지각 위로 확장됩니다. 분화구 / 돔 환상은 실제로 그림자를 잘못 해석하는 눈으로 인한 빛의 속임수입니다. 이 이미지를 비슷한 지형 인 Ascuris Planum의 이미지와 비교하면이 점이 잘 강조되어 사진의 조명 조건의 중요성을 보여줍니다. 우리의 지구 지향적 인 눈은 위에서 조명이 켜진 이미지를 보는 데 익숙하지만 이것은 우주선의 기본 방향이 아니며 모든 각도의 햇빛에서 데이터를 수집 할 수 있습니다.
화성에서 거대한 Tharsis 화산-테크닉 지방의 북동쪽에 위치한 ESA Mars Express의이 이미지에서 보여지는 풍경은 결점, 고지대, 깊은 계곡 및 대부분 평행 한 산마루가 혼합되어있어 표면 아래로 그리고 위로 뻗어 있습니다. 화성 빵 껍질. 이것은 Tempe Fossae의 일부입니다. 화성의 북부 고지대에있는 Tempe Terra를 가로 지르는 일련의 지각 결함입니다. 이 지역은 두 가지 주요 화성 지형 인 그라 벤과 호르스트가 특징 인 지형의 훌륭한 예입니다. 어떤면에서 이들은 서로 반대입니다. 그래 벤은 대략 두 개의 평행 결함 사이에서 떨어진 땅 조각이며, 호르스트는 결함 사이에서 향상되는 땅입니다. 둘 다 화성 표면에 작용하는 엄청난 화산력과 지각력에 의해 만들어졌습니다. 지면을 파괴하고 새로운 구성으로 조작했습니다. 냉각 및 응고 전에 용암이 해당 지역을 침수함에 따라 프레임의 오른쪽 표면이 더 매끄럽고, 주로 평행 한 융기 부분을 가로 지르는 일부 수직 슬라이스가 프레임의 왼쪽에 보입니다. 인근의 타르 시스 (Tharsis) 지방이 커짐에 따라 주변 지각이 늘어나고 스트레스를 받았습니다. 이러한 특징은 스트레스 방향의 변화에 대한 증거입니다. 이 이미지는 19913 년 궤도에서 2019 년 9 월 30 일에 수집 된 데이터로 구성됩니다.지면 해상도는 약 15m / 픽셀이며 이미지의 중앙은 약 279 ° E / 36 ° N입니다. 이 이미지는 HRSC (High Resolution Stereo Camera)의 nadir 및 컬러 채널의 데이터를 사용하여 만들어졌습니다. nadir 채널은 화성 표면에 수직으로 정렬됩니다. 마치 표면을 똑바로 바라 보는 것처럼. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU 베를린, CC BY-SA 3.0 IGO
Mars Express에는 태양과 맞지 않는 독특한 궤도가 있습니다. 태양 동기 궤도는 모든 궤도에서 대략 같은 현지 시간으로 행성 표면의 동일한 지점을 통과합니다. 예를 들어, 매일 지구 정오에 특정 도시를 지나는 지구 궤도 자들. 그러나 Mars Express는이 작업을 수행하지 않으므로 화성에서 다양한 현지 시간에 데이터를 수집 할 수 있습니다. 결과적으로, 그것은 붉은 행성을 관찰 할 때 다양한 조명 조건을 경험하며, 행성 이웃의 다양한 관측과 스냅 샷을 생성합니다. 프레임의 오른쪽에서 (지구의 북쪽을 가리킴) 표면이 거의 매끄럽게 보이며 그래 벤과 호르스트가 거의 보이지 않습니다. 이보다 부드러운 프로파일은 화성에서이 부분을 냉각 및 고화, 충전 및 재 포장하기 전에 용암이 범람 한 결과입니다. 여기에 보이는 대부분의 융기 부분은 왼쪽 상단에서 오른쪽 하단으로 서로 평행하게 진행되지만 수직 방향으로 절단되는 흠집도 있습니다. 이것은 지형의 패치가 잘 알려진 Tharsis 지방의 북동쪽, 화성에서 과거의 화산과 지각 활동을위한 과거의 핫스팟이기 때문에 위치의 영향입니다. Tharsis는 상당한 크기입니다. 이 지방은 화성의 "해수면"에 비해 평균적으로 수 천 킬로미터와 5 킬로미터의 높이를 측정합니다. 지구의 바다 부족을 감안할 때 고도와 대기압에 따라 화성에 임의로 정의 된 수준입니다. 그것은 전체 태양계에서 가장 큰 화산을 가지고 있으며 높이는 15km에서 20km가 넘습니다.
지방이 수억 년에 걸쳐 점점 커지면서 주변 지각이 늘어나고 스트레스를 받아 다른 방향으로 부서지고 찢어졌습니다. 이 이미지에서 볼 수있는 수직 조각은 응력 방향의 변화에 대한 증거입니다. Tharsis의 형성은이 조각들에서 볼 수 있듯이 국소 적으로 지각 활동을 유발했지만, 그것은 훨씬 더 큰 규모로 화성의 지각에 영향을 미쳤으며 태양계에서 가장 큰 협곡 Valles Marineris를 형성하는 데 큰 영향을 미쳤다고 생각됩니다. 발레 마린리스 (Vales Marineris)는 오늘날 우리가 볼 수있는 협곡 시스템으로 지형을 형성하고 조각 한 이후로 광범위한 침식이 일어났습니다. 화성의 지질 탐험은 화성 익스프레스의 주요 목표입니다. 2003 년에 발사 된이 우주선은 10 년 반 동안 붉은 행성을 공전하고 있습니다. 그 후 2016 년에 도착한 ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)와 합류했으며, ExoMars Rosalind Franklin 로버와 함께 제공되는 표면 과학 플랫폼은 2022 년에 출시 될 예정입니다. 현재 여러 우주 기관이 운영하는 화성에있는 우주선은 지구 (약 10 미터의 공간 분해능)에서 로컬 (약 1 미터의 공간 분해능)까지의 규모로 지구 표면을 이미지화 할 수 있습니다. 이 조합을 통해 과학자들은 전 세계, 지역 및 지역 규모에서 지질 과정을 특성화 할 수있어 화성과 흥미로운 역사에 대해 더 깊이 이해할 수 있습니다.
더 탐색 이미지 : 화성의 전체 절반 유럽 우주국에서 제공
https://phys.org/news/2020-05-image-sculpted-nature-mars.html
.Scientists break the link between a quantum material's spin and orbital states
과학자들은 양자 물질의 스핀과 궤도 상태 사이의 연결을 끊습니다
글렌 다 추이, SLAC National Accelerator Laboratory 이 풍선 모양과 디스크 모양은 두 개의 다른 방향으로 원자 궤도 주위의 퍼지 전자 구름 인 전자 궤도를 나타냅니다. 과학자들은 언젠가 오비 트로닉스 (orbitronics)로 알려진 컴퓨터 메모리에 정보를 저장하고 정보를 저장하는 데 필요한 0과 1로 궤도 방향의 변화를 사용하기를 희망합니다. SLAC 연구에 따르면 이러한 궤도 방향을 전자 스핀 패턴과 분리 할 수 있으며 현대 정보 기술의 초석 인 재료 클래스에서 독립적으로 제어하기위한 주요 단계입니다. 크레딧 : Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory MAY 15, 2020
전자 장치를 설계 할 때 과학자들은 전자의 세 가지 기본 특성을 조작하고 제어하는 방법을 찾습니다. 자기 상태를 일으키는 스핀 상태; 그리고 퍼지 구름의 모양은 궤도로 알려진 원자의 핵 주위에 형성됩니다. 지금까지 전자 스핀과 궤도는 현대 정보 기술의 초석 인 일련의 재료에서 서로 밀접한 관계가있는 것으로 생각되었습니다. 다른 것을 바꾸지 않고 빠르게 변경할 수 없었습니다. 그러나 에너지 부의 SLAC National Accelerator Laboratory에서 실시 된 한 연구에 따르면 레이저 광선의 펄스는 궤도 상태를 그대로 유지하면서 중요한 한 종류의 재료의 스핀 상태를 극적으로 변화시킬 수 있습니다. SLAC의 리서치 담당자이자 연구의 수석 연구원 중 한 명인 Lingjia Shen은 " 이 결과는 "오비 트로닉스 (orbitronics) "에 기반한 차세대 로직 및 메모리 장치 를 만드는 새로운 길을 제시한다 . "이 시스템에서 우리가보고있는 것은 사람들이 과거에 본 것과 완전히 반대입니다."라고 Shen은 말했습니다. "이는 우리가 재료의 스핀과 궤도 상태를 개별적으로 제어 할 수 있고 컴퓨터 메모리에 정보를 저장하고 정보를 저장하는 데 필요한 0과 1로 궤도 모양의 변화를 사용할 수있는 가능성을 높입니다." SLAC의 스태프 과학자이자 스탠포드 재료 에너지 과학 연구소 (SIMES)의 연구원 인 Joshua Turner가 이끄는 국제 연구팀은 이번 주 결과를 Physical Review B Rapid Communications에서 발표했다 . 흥미롭고 복잡한 자료 연구진은 NSMO로 알려진 망간 산화물 기반 양자 물질로, 매우 얇은 결정질 층으로 나왔습니다. 30 년 전부터 자기장 을 사용하여 전자 스핀 상태 에서 다른 전자 스핀 상태 ( 스핀 트로닉스 (spintronics)) 로 전환 하여 정보를 저장하는 장치에 사용 됩니다. NSMO는 또한 회전 전자의 자기장에 의해 생성 된 작은 입자와 같은 소용돌이 인 스카이 머니 언을 기반으로 미래의 컴퓨터와 메모리 저장 장치를 만드는 유망한 후보로 간주됩니다. 그러나이 자료는 매우 복잡하다고 일본의 RIKEN Emergent Matter Science 센터 소장 인 Yoshinori Tokura는 말했다.
SLAC 실험에서 과학자들은 레이저 광선 펄스 (위)로 양자 물질을 쳐서 이것이 전자의 회전 방향 (검은 색 화살표)과 전자 궤도의 방향에 의해 만들어진 원자 격자의 지그재그 패턴 (중간)에 어떤 영향을 미치는지 확인합니다 ( 빨간 풍선 모양). 그들은 오비탈 패턴을 그대로 유지하면서 펄스가 스핀 패턴을 방해한다는 사실에 놀랐습니다. 이로 인해 스핀 및 궤도 상태를 독립적으로 제어하여 훨씬 빠른 전자 장치를 만들 수 있습니다. 크레딧 : Greg Stewart / SLAC National Accelerator Laboratory
"반도체 및 기타 친숙한 물질과는 달리 NSMO는 전자가 일반적으로 독립적으로 작용하기보다는 협력 적이거나 상관 된 방식으로 행동하는 양자 물질이다"고 그는 말했다. "이로 인해 다른 모든 것에 영향을 미치지 않고 전자 행동의 한 측면을 제어하기가 어렵습니다." 이 유형의 재료를 조사하는 한 가지 일반적인 방법은 레이저 상태로 재료를 조사하여 전자 상태가 에너지 주입에 어떻게 반응하는지 확인하는 것입니다. 그것이 연구팀이 여기서 한 일입니다. 그들은 SLAC Linac Coherent Light Source (LCLS)의 X-ray 레이저 펄스로 재료의 반응을 관찰했습니다. 하나는 녹고 다른 하나는 녹지 않습니다 그들이 기대했던 것은 재료 의 질서있는 전자 스핀 및 궤도 패턴이 근적외선 레이저 광의 펄스를 흡수함에 따라 전체 혼란 또는 "용융"될 것이라는 것이었다 . 그러나 놀랍게도 회전 패턴 만 녹고 궤도 패턴은 그대로 남아 있다고 터너는 말했다. 스핀과 궤도 상태 사이의 정상적인 결합은 완전히 끊어졌으며, 이는 이런 유형의 상관 물질에서 수행하기 어려운 과제이며 이전에는 관찰되지 않았다고 그는 말했다. Tokura는 "보통 아주 작은 광 여기 (photoexcitation) 적용만으로도 모든 것을 파괴 할 수있다. 여기에서, 그들은 미래의 장치들에 가장 중요한 전자 상태 인 궤도 상태 (orbital state)를 유지할 수 있었다"라고 말했다. 상관 된 전자. " 전자 스핀 상태가 스핀 트로닉스에서 스위칭되는 것처럼, 전자 궤도 상태는 유사한 기능을 제공하도록 스위칭 될 수있다. 이러한 Orbitronic 장치는 이론적으로 spintronic 장치보다 10,000 배 더 빠르게 작동 할 수 있다고 Shen은 말했습니다. 그는 오늘날 사용되는 자기장보다는 짧은 테라 헤르츠 복사 버스트를 사용하여 두 궤도 상태 사이를 전환 할 수 있다고 말했다.“두 가지를 결합하면 미래의 응용 분야에서 훨씬 더 나은 장치 성능을 얻을 수 있습니다.” 팀은 그 방법을 연구하고 있습니다.
더 탐색 새로운 이론은 미래 spintronic 회로의 설계를 바꿀 수 있습니다 추가 정보 : L. Shen et al., 초고속 하이브리드 화 된 전하 전달 밴드 여기, 물리적 검토 B (2020) 중 층상 망간 산염에서의 스핀-오비탈 상관 관계 분리 . DOI : 10.1103 / PhysRevB.101.201103 저널 정보 : 신체적 검토 B 에 의해 제공 SLAC 국립 가속기 연구소
https://phys.org/news/2020-05-scientists-link-quantum-material-orbital.html
.DNA sequence symmetries from maximum entropy: The origin of the Chargaff's second parity rule
최대 엔트로피의 DNA 서열 대칭 : Chargaff의 두 번째 패리티 규칙의 기원
토리노 대학 크리스티안 타치 올리 크레딧 : CC0 Public Domain MAY 15, 2020
대부분의 살아있는 유기체는 이중 가닥 DNA에 의존하여 유전자 코드를 영속시킵니다. 이 생물학적 정보는 진화의 주요 목표입니다. Chargaff의 두 번째 패리티 규칙은 50 년 이상 미스터리였습니다. 1968 년 오스트리아의 생화학 자 인 Erwin Chargaff는 이중 가닥 DNA 분자의 단일 가닥에서 아데닌 수는 티민 수와 거의 동일하며 같은 방식으로 사이토 신 수는 거의 숫자와 동일하다는 것을 발견했습니다. 구아닌의. 지금까지 그러한 대칭에 대한 설명은 없었습니다. 최근에, 많은 연구 그룹이이 생물학적 이상의 이유를 분명히하려고 노력했지만, 유효한 예측을 얻지 못했습니다. 연구자들은 게놈 내에서 발견 된 대칭이 생물학적 또는 진화 압력보다는 이중 나선 DNA 분자 자체의 물리적 특성과 최대 엔트로피 원리에서만 나타날 수 있음을 발견했습니다 . 토리노 대학의 Piero Fariselli 교수는 Padua 대학의 Cristian Taccioli 교수, Luca Pagani 교수 및 Amos Maritan 교수와 협력하여 Chargaff의 두 번째 패리티 규칙의 기원을 설명 할 수 있는 수학적 모델을 만들었습니다 . 또한, "GCT"라는 새로운 이론은 인간을 포함한 박테리아, 고세균 및 포유류에 대해 검증 된 매우 정확한 게놈 예측을 공식화 할 수 있습니다. 이 연구는 생물 정보학 브리핑에 발표 될 것이다 . "생물 학자, 인류 학자 및 이론 물리학자를 포함한 여러 분야의 협력을 통해 , 우리는이 게놈 대칭이 DNA 이중 나선 구속 조건과 최대 원리에서 나온다는 가설을 통해 Chargaff의 두 번째 패리티 규칙의 기원을 설명하려는 의도에 성공했습니다 파도바 대학 (University of Padova)의 MAPS학과 분자 생물학과 생물 정보학 교수 인 크리스티안 타치 올리 (Cristian Taccioli)는“무작위성 (엔트로피)”이라고 말한다. "또한 자연 선택에만 초점을 맞추지 않고 에너지의 관점에서 게놈의 진화를 설명 할 수있었습니다. 우리의 아이디어는 우주의 다른 모든 시스템과 마찬가지로 DNA가 엔트로피의 흐름을 따르고 있다는 것입니다. 실제로, 우리의 결과는 이중 가닥 DNA 분자의 엔트로피를 증가시키는 과정이 살아있는 유기체 의 진화 중에 선호된다는 것을 보여줍니다 . "
더 탐색 물리학자는 복잡한 플라즈마에서 처음으로 거의 측정 할 수없는 특성 엔트로피를 결정합니다 추가 정보 : Piero Fariselli et al. 무작위성의 DNA 서열 대칭 : Chargaff의 두 번째 패리티 규칙의 기원, 생물 정보학 브리핑 (2020). DOI : 10.1093 / bib / bbaa041 토리노 대학 제공
https://phys.org/news/2020-05-dna-sequence-symmetries-maximum-entropy.html
.Imaging structural changes in catalysts during reaction conditions
반응 조건 동안 촉매의 이미징 구조적 변화
by National University of Singapore 그림 (왼쪽)은 오페 란도 투과 전자 현미경 (TEM)과 일산화탄소 (CO) 산화 반응 동안 팔라듐 (Pd) 나노 입자에서 가역적 변환의 캡처에 사용 된 설정을 보여줍니다. 이러한 변형은 나노 입자의 촉매 활성을 결정한다. 다른 온도 조건 하에서 Pd 나노 입자의 (오른쪽) TEM 이미지. 크레딧 : Nature Communications MAY 15, 2020
NUS (National University of Singapore)의 과학자들은 일산화탄소 (CO) 산화 동안 귀금속 촉매의 구조적 변화를 이미지화하여 촉매가 온도에 따라 비활성 상태와 활성 상태 사이에서 전환됨을 보여 주었다. 화학 반응을 유지하는 데 드는 에너지 비용을 줄일 수 있기 때문에 성능이 더 높은 촉매의 개발에 대한 상당한 연구 노력이있었습니다. 그러나 이러한 노력은 종종 이러한 화학 반응 동안 촉매의 구조적 변화에 대한 자세한 통찰력이 부족하여 제한됩니다 . 촉매는 반응 조건에 따라 구조를 변경할 수 있지만 사용 가능한 대부분의 분석 도구는 실제 운영 환경에서 이러한 변화를 포착 할 수 없습니다. NUS 물리학과 생물 과학부 Utkur MIRSAIDOV 교수가 이끄는 연구팀은 대기압에서 CO 산화 반응 동안 촉매로 작용하는 팔라듐 (Pd) 나노 입자의 구조적 변화를 직접 영상화 최신의 오페 란도 투과 전자 현미경 (TEM). 관측에 따르면 온도에 따라 촉매는 두 가지 별개의 구조를 가지고 있습니다. 온도가 상승하여 저 굴절률이 우세한 구조에서 둥근 구조로 변형되는 것은 비활성 촉매 와 활성 촉매전이. 온도를 낮추면 구조적 변화가 뒤 바뀌고 나노 입자는 비활성 구조로 되돌아갑니다. 과학, 기술 및 연구 기관, 고성능 컴퓨팅 연구소의 Alexander GENEST 박사와 그의 팀의 열역학 모델링 결과는 저온 구조가 표면에 덜 활성 인 부위를 포함하고 따라서 고온 구조. 이 논문의 첫 번째 저자 인 See Wee CHEE는 "이러한 촉매의 가역적 변형에 대한 관측은 촉매 공동체에 중요한 영향을 미치며, 촉매 특성화에 대한 기존의 접근법은 후속 조사를 위해 작업 조건에서 촉매를 제거하는 것과 관련이있다. 결과는 촉매의 활성 구조가 그러한 공정 동안 유지되지 않을 수 있으며 , 새로운 촉매의 설계 및 개발에서 오페 란도 연구가 수행하는 중요한 역할을 강조한다 . " 이 연구는 화학 산업과 관련된보다 복잡한 나노 구조 및 반응으로 이러한 연구를 확장 할 계획이다.
더 탐색 과학자들은 이산화탄소 수소화에서 Ni-Au 코어-쉘의 숨겨진 촉매 표면을 밝혀냈다 자세한 정보 : Chee SW; 아크-라모스 J; Li W; Genest A; Mirsaidov U *, "CO 산화 동안 귀금속 나노 입자의 구조적 변화 및 촉매 활성에 미치는 영향" Nature Communications Volume : 11 페이지 : 2133 DOI : 10.1038 / s41467-020-16027-9 출판 : 2020. 저널 정보 : Nature Communications 싱가포르 국립 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-05-imaging-catalysts-reaction-conditions.html
.2-D sandwich sees molecules with clarity
2 차원 샌드위치로 분자가 선명하게 보입니다
에 의해 라이스 대학 (Rice University) Rice University에서 개발 된 몰리브덴, 황 및 셀레늄의 화합물 인 단층 Janus MoSSe는 표면 강화 라만 분광법을 통해 생체 분자를 검출하는 데 능숙합니다. 비금속 특성은 신호의 배경 잡음을 줄임으로써 도움이됩니다. 크레딧 : Lou Group / Rice University MAY 14, 2020
몰리브덴, 황 및 셀레늄의 샌드위치는 생체 분자를 검출하는데 유용하게 유용한 것으로 밝혀졌다. Rice University의 Brown School of Engineering에서 2 차원 Janus 화합물을 테스트 한 결과 표면 강화 라만 분광법 (SERS)을 통해 생체 분자의 검출을 향상시키는 효과적이고 보편적 인 플랫폼이 될 수 있습니다. 연구진은 포도당을 사용하여 재료를 테스트함으로써 라만 강화 인자를 100,000 배 이상 높일 수있는 능력을 입증했으며, 이는 연구자들이 2-D 기판의 최고보고 강화 인자와 비교할 수 있다고 말한다. SERS는 나노 입자를 포함한 금속 표면에 가까워 지거나 흡착되는 소량의 분자 또는 단일 분자를 감지하고 식별 할 수있는 확립 된 기술입니다 . 체액 에서 나노 스케일 단백질 을 감지하여 질병을 감지하고 치료를 결정하고 환경을 분석 하는 데 종종 사용됩니다 . 그러나 금속성 SERS 매체는 종종 배경 소음을 발생 시키는 부반응을 유발 합니다 . Rice에서 합성 된 Janus MoSSe는 비금속입니다. "이 연구는 주로 표적 분자의 신호 강도를 향상시킬 수 있는지 여부를 다룬다"고 재료 과학자이자 수석 연구원 인 Jun Lou는 말했다. "우리는 배경 소음과 차별화 할 수 있는지 알고 싶었다." 라이스 대학교에서 만든 모델은 포도당의 전하 분포를 보여줍니다. 하늘색 영역은 단일 포도당 분자에서 전자 구름 분포를 보여줍니다.
자주색 영역은 Janus MoSSE에 고정되고 표면 강화 라만 분광법을 통해 검출 될 때 급격한 전하 재 분포를 나타낸다. 크레딧 : Lou Group / Rice University
Lou와 그의 팀이 Nanoscale 에서보고 한 것처럼 그 대답은 분명히 그렇습니다 . 2017 년 Lou 연구소에서 도입 한 MoSSe는 화학 기상 증착으로 제작되었습니다. 몰리브덴은 한쪽에 황 층이 있고 다른쪽에는 셀레늄이 있습니다. 따라서 양면 Janus 특성화. 루의 연구실의 전 대학원생 인 라이스 알룸 누스 슈 아이 지아 (S 라이스 알룸 누스) 지아 박사는“ 최고 황과 최하 셀레늄 사이에 생성 된 쌍극자 (dipole)는 평면을 벗어난 것이며, 이것은 MoSSe를 넘어 몇 나노 미터 의 전기장을 생성한다 . 이 필드는 가까이있는 분자와 상호 작용하여 감지 할 수있을 정도로 진동 강도를 향상시킵니다. 연구원들은 MoSSe를 이용한 시험에서 신경 전달 물질 도파민의 분자도 검출했으며 기질은 다른 분자를 감지 할 수 있어야한다고 지적했다. 루는 개선의 여지가 있다고 말했다. "우리는 일부 금속 나노 입자와 MoSSe의 하이브리드를보고 있으며 쌍극자 강도를 향상시키기 위해 노력하고있다"고 그는 말했다.
더 탐색 쌀에서 처음으로 양면 2D 재료 추가 정보 : Shuai Jia et al., 단일 층 야누스 전이 금속 디칼 코게 나이드의 표면 강화 라만 산란에 의한 생체 분자 감지, Nanoscale (2020). DOI : 10.1039 / D0NR00300J 저널 정보 : Nanoscale 라이스 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-05-d-sandwich-molecules-clarity.html
.Scientists Have Puzzled Over the Drifting North Magnetic Pol
e for Years – Now, Some Answers
과학자들은 수년간 표류하는 북극 자극에 대해 수수께끼를 Have 다 – 이제, 몇 가지 대답
주제 :유럽 우주국자기권북극 으로 유럽 우주국 (ESA) 2020년 5월 15일 소용돌이 치는 철 고정 된 위치에있는 지리적 북극과 달리, 자북은 방황합니다. 이것은 1831 년에 처음 측정 된 이래로 알려져 왔으며, 이후 캐나다 북극에서 시베리아쪽으로 천천히 표류하는 것으로 매핑되었습니다. 그러나 1990 년대 이래로이 표류는 역사적 방황으로 매년 0 ~ 15km를 달리고 현재 속도는 매년 50 ~ 60km를 달리는 스프린트로 바뀌었다. 크레딧 : N. Gillet
마그네틱 노스와 연장 블롭
몇 년 동안 과학자들은 북극 자극이 왜 시베리아를 향해 돌진하고 있는지에 대해 당황했습니다. ESA의 Swarm 위성 임무 덕분에 과학자들은 이제 지구 표면 아래 깊숙이 자성 덩어리가이 현상의 근원이라는 이론에 더 확신을 갖게되었습니다. 고정 된 위치에있는 지리적 북극과 달리, 자북은 방황합니다. 이것은 1831 년에 처음 측정 된 이래로 알려져 왔으며, 이후 캐나다 북극에서 시베리아쪽으로 천천히 표류하는 것으로 매핑되었습니다.
https://youtu.be/REKr9oCQEkg
그러나 1990 년대 이래로이 표류는 역사적 방황으로 매년 0 ~ 15km를 달리고 현재 속도는 매년 50 ~ 60km를 달리는 스프린트로 바뀌었다. 이러한 속도 변화로 인해 World Magnetic Model을 더 자주 업데이트해야하는데 이는 스마트 폰 탐색에 매우 중요합니다. 우리의 자기장은 외부 코어를 구성하는 과열되고 소용돌이 치는 액체 철의 바다 때문에 존재합니다. 자전거 다이나모의 회전 도체처럼이 움직이는 철은 전류를 생성하여 끊임없이 변화하는 자기장을 생성합니다.
ESA의 Swarm 임무를 포함하여 우주에서의 측정을 기반으로 한 수치 모델을 통해 과학자들은 자기장의 세계지도를 구성 할 수있었습니다. 자기장의 변화를 추적하면 연구원들이 코어의 철이 어떻게 움직이는 지 알 수 있습니다. 지구를 보호하는 자기 장력 지구 안팎의 자기장과 전류는 일상 생활에 막대한 영향을 미치는 복잡한 힘을 생성합니다. 이 장은 태양풍으로 지구를 공격하는 우주 방사선과 하전 입자로부터 우리를 보호하는 거대한 거품으로 생각할 수 있습니다. 크레딧 : ESA / ATG medialab 작년 ESA의 Living Planet Symposium에서 영국 리즈 대학 (University of Leeds)의 과학자들은이 위성 데이터에 따르면 북극의 위치가 두 개의 큰 로브 사이의 균형 또는 줄다리기에 의해 결정된다고 밝혔다. 캐나다에서 지구의 핵심과 맨틀 사이의 경계에서 음의 플럭스. 이로부터 연구팀은 최근에 Nature Geoscience에 최근 발견을 발표했다 .
리즈 대학 (University of Leeds)의 필 리버모어 (Phil Livermore)는“자기장지도와 시간에 따른 변화에 의해 캐나다 아래의 흐름 순환 패턴의 변화로 인해 지구의 깊은 곳까지 뻗어있는 핵심. 이로 인해 캐나다의 패치가 약해져 시베리아쪽으로 극이 이동하게되었습니다.” 가장 큰 문제는 극이 캐나다로 돌아갈 것인지 아니면 남쪽으로 계속 갈 것인지입니다. 마그네틱 블롭 사이의 예인선 연구원들은 ESA의 Swarm 임무를 포함하여 위성 데이터를 사용하여 지구 외곽 가장자리의 두 자기 덩어리 사이의 경쟁으로 인한 것이라고 결론지었습니다. 행성 내부의 용융 물질의 흐름의 변화는 상기 음의 자속 영역의 강도를 변화시켰다. 이 이미지는 캐나다에 대한 자기 패치의 강도가 약해진 방법과 1999 년에서 2019 년 사이에 북극 자극의 위치가 어떻게 변했는지를 보여줍니다. 크레딧 : P. Livermore 리버모어 박사는“핵심 내부의 자기장 모델은 적어도 향후 수십 년간 극이 시베리아쪽으로 계속 표류 할 것”이라고 말했다. 그러나 극점의 위치가 캐나다와 시베리아 패치 사이의이 섬세한 균형에 의해 좌우된다는 점을 감안하면 극점을 캐나다로 다시 보내기 위해 코어 내의 필드를 약간만 조정하면됩니다.” 참조 : 2020 년 5 월 5 일, Nature Geoscience , Philip W. Livermore, Christopher C. Finlay 및 Matthew Bayliff의“Flux lobe elongation에 의한 시베리아 방향의 최근 북극 자극 가속” . DOI : 10.1038 / s41561-020-0570-9
.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.
.Controlling cells with light
빛으로 세포 제어
에 의해 예나 프리드리히 쉴러 대학 연구 파트너 : Florian Küllmer (왼쪽부터), Hans-Dieter Arndt 박사 및 Veselin Nasufovic 교수 (독일 Jena 대학교 실험실) 크레딧 : Jürgen Scheere / FSU MAY 15, 2020
Photopharmacology는 약물의 효과를 켜고 끄는 빛의 사용을 조사합니다. 이제 Jena, Munich 및 New York의 과학 팀은이 방법을 사용하여 이전에는 액세스 할 수없는 것으로 간주 된 셀의 구성 요소를 제어하는 데 성공했습니다. 어느 곳에서나 현재 선택적으로 제어 가능 프리드리히 쉴러 대학교 제나 (Jena)의 한스-디터 아른트 (Hans-Dieter Arndt) 교수 는“지금까지 단백질이 근육의 많은 부위에서 발견되기 때문에 지금까지 말라 인 을 표적으로하는 약물은 없다 ”고 설명했다. 유기 화학 연구원 인 Arndt는“이러한 물질은 표적 효과가 거의 없거나 거의 없을 것이다. 그러나 우리의 새로운 화합물은 세포가 적절한 빛에 노출되는 영역에서만 액틴에 활성을 발휘한다. 액틴은 세포 구조,보다 정확하게는 세포 골격의 필수 구성 요소이기 때문에, 10μm의 정확도로 개별 세포를 선택적으로 조작 할 수있다. 이 기술은 또한 선택된 세포의 움직임을 제어하는 데 사용될 수 있습니다. Arndt의 국제 연구팀은 유명한 American Chemical Society 저널 에이를보고했습니다 . 보라색 표시등이 켜지고 녹색 표시등이 꺼집니다 연구에서이 그룹은 자연 형태의 유기체에서 매우 역동적 인 액틴 세포 골격을 강화시키는 천연 물질의 변형을 합성했다. 실험실 변형에서, 분자는 보라색 빛이 떨어질 때 그 구조가 변하도록 추가로 개발되었습니다. 이것은이 분자의 안정화 효과를 증가시킵니다. 일정 시간이 지난 후 또는 녹색 표시등이 켜지면 구조가 비활성 기본 형태로 되돌아 가고 자연 역학이 복원됩니다. 실험실 실험에서 Optojasp라고하는이 물질이 세포에 흡수 된 후, 빛은 개별 세포의 생존력과 이동성을 제어하고 세포 골격의 전달을 제어하는 데 사용될 수 있습니다. Arndt는 미래의 잠재적 인 응용을 기대하면서 "이 방법을 사용하여 눈이나 피부의 질병, 즉 빛에 쉽게 노출 될 수있는 장기를 치료할 수있을 것"이라고 말했다. 여기서 목표는 종종 특정 신경 세포가 다른 신경 세포보다 우선적으로 성장하도록 장려하는 것입니다. " Arndt는 또한 이동성이 매우 높은 면역 세포에 자신의 방법을 적용 할 가능성을보고 있습니다 . '생물학을위한 새로운 도구' 예나 연구원은“이 모든 것이 생물학을위한 새롭고 흥미로운 도구라고 생각한다. "이러한 분자들은 유전 공학에 의해 도입 될 수있는 빛에 민감한 단백질 의 도움보다 생물학적 시스템 을 연구하기가 더 쉬워야한다. Optojasps를 사용하면 액틴 역학의 영향을 직접 연구 할 수있다. 화합물을 첨가하고 조사하십시오! " 이 방법이 효과가있는 것으로 나타 났으므로 Arndt와 그의 파트너는 이러한 분자를 더욱 최적화하고 더 자세히 연구하기 위해 노력하고 있습니다.
더 탐색 세포 기능에 빛을 비추는 액틴 이해의 진보 더 많은 정보 : Malgorzata Borowiak et al., Photowitchable Small Molecules를 이용한 F-Actin의 광학 조작, Journal of the American Chemical Society (2020). DOI : 10.1021 / jacs.9b12898 저널 정보 : 미국 화학 학회지 에 의해 제공 예나 프리드리히 쉴러 대학
https://phys.org/news/2020-05-cells.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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