.Materials scientists learn ho.w to make liquid crystal shape-shift
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.Atom billiards with X-rays: A new approach to look inside molecules
X- 레이를 이용한 Atom Billiards : 분자 내부를 보는 새로운 접근 방식
에 의해 Forschungsverbund 베를린 에버스 (FVB) 두 개의 광자와 상호 작용 한 원자는 동시에 검출기에 선 (수평, 녹색)을 맞 춥니 다. 대조적으로, 하나의 광자를 흡수 한 후 다른 광자를 방출 한 원자는 더 넓은 영역에 흩어져 있습니다. 크레딧 : Stefan Eisebitt / Max Born Institute SEPTEMBER 25, 2020
1921 년 알버트 아인슈타인은 빛이 양자화되어 광자라고 불리는 입자의 흐름으로 물질과 상호 작용한다는 발견으로 노벨 물리학상을 받았습니다. 양자 역학의 초기 시절부터 물리학 자들은 광자도 운동량을 가지고 있음을 알고 있습니다. 운동량을 전달하는 광자의 능력은 Max Born Institute, Uppsala University 및 European X-ray Free-Electron Laser Facility의 과학자들이 X 선과 원자의 상호 작용에서 근본적인 과정을 관찰하는 새로운 접근 방식에 사용되었습니다. 자세한 실험 및 이론적 결과는 Science 저널에보고됩니다 . 원자에 의한 광자의 흡수 및 방출은 빛과 물질의 상호 작용의 기본 과정입니다. 여러 광자가 동시에 하나의 원자와 상호 작용하는 과정은 훨씬 드물다. 1960 년대 이후 강렬한 레이저 빔을 사용할 수있게되면서 이러한 프로세스를 관찰하고 활용하기위한 비선형 광학 장치가 개발되었습니다. 가시 광선 대신 X- 선으로 비선형 광학을 사용할 수 있다면 완전히 새로운 가능성이 나타납니다. X 선의 극초 단 플래시를 사용하면 분자와 고체에서 전자와 원자핵의 움직임에 대한 자세한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이러한 관점은 여러 국가에서 입자 가속기를 기반으로 한 X-ray 레이저의 건설을 이끈 동인 중 하나였습니다. 2017 년 유럽의 XFEL X 선 자유 전자 레이저가 작동하기 시작했을 때 과학계는 그 방향으로 중요한 발걸음을 내디뎠습니다. 그럼에도 불구하고 물질과의 근본적인 상호 작용을 연구하기 위해 비선형 X 선 프로세스를 사용하는 과정은 예상보다 느 렸습니다. "일반적으로 훨씬 더 강력한 선형 프로세스는 흥미로운 비선형 프로세스를 차단합니다."라고 Max Born Institute의 Ulli Eichmann 교수는 말합니다.베를린의 비선형 광학 및 단 펄스 분광법. 독일-스웨덴 연구팀은 이제 선형 프로세스에 방해받지 않고 비선형 프로세스를 관찰하는 새로운 방법을 시연했습니다. 이를 위해 연구팀은 X 선과 원자 사이에 전달되는 운동량을 활용했습니다. X 선 빔과 초음속 원자 빔을 교차 할 때, 그들은 소위 자극 된 라만 산란 과정을 거친 원자를 식별 할 수 있습니다.이 과정은 서로 다른 파장의 두 광자가 원자에 부딪 히고 더 긴 파장의 두 광자에 부딪히는 근본적인 비선형 과정입니다. 원자를 떠나십시오. 그 결과는 Science 저널에 발표되었습니다 . "광자는 운동량을 원자로 전달합니다. 당구 공이 다른 공을 치는 것과 완전히 유사합니다."라고 Eichmann은 설명합니다. 자극 된 라만 과정에서 두 광자는 두 입사 광자와 똑같은 방향으로 원자를 떠나므로 원자의 운동량과 비행 방향은 본질적으로 변하지 않습니다. 한 광자 가 흡수 된 후 다른 광자가 방출 되는 훨씬 더 빈번한 선형 프로세스 는 다른 특징을 갖습니다. 방출 된 광자는 일반적으로 다른 방향으로 방출되므로 원자는 편향됩니다. 원자의 방향을 관찰하면서 과학자들은 자극 된 라만 과정을 다른 과정과 명확하게 구별 할 수있었습니다. "새로운 방법은 미래에 서로 다른 파장의 두 시간 지연 X 선 펄스와 결합 될 때 독특한 가능성을 열어줍니다. 이러한 펄스 패턴은 최근 유럽 XFEL과 같은 X 선 레이저에서 사용할 수있게되었습니다."라고 연구원 인 Michael Meyer 박사는 설명합니다. 유럽 XFEL에서. 파장이 다른 X 선 펄스를 통해 연구자 들은 분자의 특정 원자 를 구체적으로 다룰 수 있기 때문에 분자 내 전자의 파동 기능이 시간에 따라 어떻게 진화하는지 자세히 관찰 할 수 있습니다. 장기적으로 과학자들은 이러한 진화를 관찰 할뿐만 아니라 맞춤형 레이저 펄스를 통해 영향을 미치기를 희망합니다. "우리의 접근 방식은 원자 규모의 화학 반응을 더 잘 이해하고 원하는 방향으로 반응을 유도하는 데 도움이 될 수 있습니다. 전자의 이동은 배터리 및 태양 전지 에서 발생하는 화학 및 광화학 반응의 필수 단계이기 때문에, 우리의 접근 방식은 이러한 프로세스에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수도 있습니다. "라고 Uppsala University의 Jan-Erik Rubensson 교수는 말합니다.
더 탐색 아토초 펄스는 분자의 전자적 잔물결을 나타냅니다. 추가 정보 : Eichmann et al., Photon-recoil imaging : 비선형 X 선 물리학의 관점 확장. 과학 (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abc2622 저널 정보 : 과학 에 의해 제공 Forschungsverbund 베를린 에버스 (FVB)
https://phys.org/news/2020-09-atom-billiards-x-rays-approach-molecules.html
.Materials scientists learn ho.w to make liquid crystal shape-shift
재료 과학자들은 액정의 형태 변화를 만드는 방법을 배웁니다
에 의해 샌디에고 - 캘리포니아 대학 연구원들은 또한 서로 다른 특성을 가진 두 개의 LCE 레이어로 구성된 3D 프린팅 구조를 통해 재료가 작동하는 데 훨씬 더 많은 자유도를 제공한다는 것을 보여주었습니다. 연구원들은 또한 의료용으로 사용할 수있는 재료로 격자 구조를 인쇄했습니다. 저작권 정보 : University of California San Diego SEPTEMBER 25, 2020
새로운 3D 프린팅 방법을 통해소프트 로봇, 인공 근육 및 웨어러블 장치의 형태를보다 쉽게 제조하고 제어 할 수 있습니다. UC San Diego의 연구원들은 액정 엘라스토머 (LCE)의 인쇄 온도를 제어함으로써 재료의 강성과 수축 능력 (작동 정도라고도 함)을 제어 할 수 있음을 보여줍니다. 또한 동일한 재료를 열에 노출시켜 서로 다른 영역의 강성을 변경할 수 있습니다. 개념 증명으로 연구자들은 단일 잉크로 단일 인쇄물로 3D 프린팅했습니다. 구조는 강성과 작동이 0에서 30 %까지 몇 배에 따라 달라집니다. 예를 들어, LCE 구조 의 한 영역은 근육처럼 수축 할 수 있습니다. 다른 하나는 힘줄처럼 유연 할 수 있습니다. 연구팀이 LCE를 면밀히 연구하여 재료 특성 을 더 잘 이해했기 때문에 돌파구가 가능했습니다 . UC 샌디에고 제이콥스 공과 대학의 기계 및 항공 우주 공학과 교수 인 Shengqiang Cai가 이끄는 팀은 Science Advances 9 월 25 일호에서 그들의 연구를 자세히 설명합니다 . 연구원들은 생물학과 자연의 예를 통해 다양한 수준의 작동으로이 물질을 만들도록 영감을 받았습니다. 근육과 힘줄의 조합 외에도 연구자들은 오징어의 부리에서 신호를 가져 왔는데, 이는 끝이 극도로 뻣뻣하지만 오징어의 입에 연결된 부분은 훨씬 부드럽고 가단성이 있습니다. "3-D 프린팅은 매우 다양한 것을 만드는 훌륭한 도구입니다. 이제 특정 자극 (이 경우에는 열) 하에서 원하는대로 수축 및 강화 될 수있는 구조를 인쇄 할 수있게 된 것이 훨씬 더 좋습니다."라고 Zijun Wang은 말했습니다. 논문의 첫 번째 저자이자 Ph.D. Cai의 연구 그룹의 학생. 재료 속성 이해 LCE의 재료 특성을 조정하는 방법을 이해하기 위해 연구원들은 먼저 재료를 매우 면밀히 연구했습니다. 그들은 인쇄 된 LCE 필라멘트가 쉘과 코어로 만들어 졌다고 결정했습니다. 인쇄 후 셸이 빠르게 냉각되어 단단해 지지만 코어는 더 느리게 냉각되어 더 가단성을 유지합니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/1-materialssci.mp4
연구원들은 서로 다른 특성을 가진 두 개의 LCE 층으로 구성된 3D 프린팅 구조를 통해 재료가 더 자유롭게 작동 할 수 있음을 보여주었습니다. 연구원들은 또한 의료용으로 사용할 수있는 재료로 격자 구조를 인쇄했습니다. 저작권 정보 : University of California San Diego
결과적으로 연구자들은 LCE의 기계적 특성을 조정하기 위해 인쇄 과정에서 여러 매개 변수, 특히 온도를 변경하는 방법을 결정할 수있었습니다. 요컨대, 인쇄 온도가 높을수록 재료가 더 유연하고 가단합니다. LCE 잉크를 준비하는 데 며칠이 걸리지 만 실제 3D 인쇄는 인쇄되는 구조의 형상에 따라 단 1 ~ 2 시간 만에 완료 될 수 있습니다. Cai는 "LCE 필라멘트의 특성과 인쇄 매개 변수 간의 관계를 기반으로하여 등급이 매겨진 재료 특성으로 구조를 쉽게 구성 할 수 있습니다."라고 말했습니다. 3D 프린팅 구조에 대한 다양한 온도 예를 들어, 연구원들은 LCE 디스크를 40 ° C (104F)에서 인쇄하고 뜨거운 물에서 90 ° C (194F)까지 가열했습니다. 디스크가 원추형으로 변형되었습니다. 그러나 서로 다른 온도 (예 : 섭씨 40도, 80도, 120도)에서 인쇄 된 영역으로 구성된 LCE 디스크는 가열되면 완전히 다른 모양으로 변형됩니다. 연구원들은 또한 서로 다른 특성을 가진 두 개의 LCE 층으로 구성된 3D 프린팅 구조를 통해 재료가 작동 할 수있는 더 많은 자유도를 제공한다는 것을 보여주었습니다. 연구자들은 또한 의료용 으로 사용될 수있는 재료로 격자 구조를 인쇄했습니다 . 마지막으로 개념 증명으로 3D 프린팅 팀은 3D 프린팅 중에 조정 한 LCE 튜브를 프린팅하고 약 94 ° C (201)의 고온에서 작동 할 때 단단한 유리판에 훨씬 더 오래 부착 될 수 있음을 보여주었습니다. F), 균일 한 특성을 가진 일반 LCE 튜브보다. 이것은 더 나은 로봇 발과 그리퍼의 제조로 이어질 수 있습니다. 재료의 작동은 뜨거운 물뿐만 아니라 빛을 흡수하여 열로 변환하는 열에 민감한 입자 또는 입자를 LCE에 주입하여 활성화 할 수 있습니다. 검정 잉크 분말에서 그래 핀에 이르기까지 모든 것이 가능합니다. 또 다른 메커니즘은 LCE에 내장 된 열을 생성하는 전선으로 구조물을 3D 프린팅하는 것입니다. 다음 단계에는 재료의 특성을보다 정확하고 효율적으로 조정하는 방법을 찾는 것이 포함됩니다. 연구원들은 또한 인쇄 된 구조가자가 수리, 재 프로그래밍 및 재활용이 가능하도록 잉크를 수정하는 작업을하고 있습니다.
더 탐색 Lab은 4D 프린팅을보다 실용적으로 만듭니다. 추가 정보 : "기능 등급 액정 탄성 중합체의 3 차원 인쇄" Science Advances (2020). advances.sciencemag.org/lookup… .1126 / sciadv.abc0034 저널 정보 : Science Advances 에 의해 제공 캘리포니아 대학 - 샌디에고
https://phys.org/news/2020-09-materials-scientists-liquid-crystal-shape-shift.html
ㅡ결과적으로 연구자들은 LCE의 기계적 특성을 조정하기 위해 인쇄 과정에서 여러 매개 변수, 특히 온도를 변경하는 방법을 결정할 수있었습니다. 요컨대, 인쇄 온도가 높을수록 재료가 더 유연하고 가단합니다. LCE 잉크를 준비하는 데 며칠이 걸리지 만 실제 3D 인쇄는 인쇄되는 구조의 형상에 따라 단 1 ~ 2 시간 만에 완료 될 수 있습니다. Cai는 "LCE 필라멘트의 특성과 인쇄 매개 변수 간의 관계를 기반으로하여 등급이 매겨진 재료 특성으로 구조를 쉽게 구성 할 수 있습니다."라고 말했습니다. 3D 프린팅 구조에 대한 다양한 온도 예를 들어, 연구원들은 LCE 디스크를 40 ° C (104F)에서 인쇄하고 뜨거운 물에서 90 ° C (194F)까지 가열했습니다. 디스크가 원추형으로 변형되었습니다. 그러나 서로 다른 온도 (예 : 섭씨 40도, 80도, 120도)에서 인쇄 된 영역으로 구성된 LCE 디스크는 가열되면 완전히 다른 모양으로 변형됩니다. 연구원들은 또한 서로 다른 특성을 가진 두 개의 LCE 층으로 구성된 3D 프린팅 구조를 통해 재료가 작동 할 수있는 더 많은 자유도를 제공한다는 것을 보여주었습니다.
ㅡ메모 200926
3D 프린터을 극대로 활용하면 액체상태의 물질로 만들 수 있는 자유도가 광범위하다. 액체 상태의 물질은 재료마다 다양하기 때문에 온도를 잘 조합하면 4D와 조합된 TF (3+4) D 복합프린터가 등장할 것이다. 이는 마치 시공간을 TF로 나타낼 수 있는 자유도의 대칭개념으로 프린터로 제조할 물건이 예를들어 외부적으로는 네모형태이지만 내부적으로 화성에 도착 즈음에는 낙화산이나 비행가능 날개를 내보내 화성의 하늘을 나는 비행체를 만들 수 있다는 뜻이다.
이를 oms에서 보면 빈 oms에 타이밍을 변수 값을 주면 자유도가 순차적으로 나타나 어느 공간에서 프린터 가능한 액화상태의 재료 12x12 oms가 나타나 시간차 시공간적 고체형성체 ms로 변하는 과정들을 프로그램화 시킬 수 있는 점이다.
보기1.은 6차 oms로 표현된 프린터이다.
100000<xyz 4D 시간이 지나야 나타난 고체.
000010<xyz
010000>xy 3D 공간으로 즉시 나타남.
000001>xy
001000>xy
000100>xy
As a result, researchers were able to determine how to change several parameters, especially temperature, during the printing process to tune the mechanical properties of the LCE. In short, the higher the printing temperature, the more flexible and malleable the material. It takes a few days to prepare the LCE ink, but the actual 3D printing can be completed in just 1-2 hours depending on the geometry of the structure being printed. "It's easy to construct structures with material properties that are graded based on the relationship between the properties of the LCE filament and the printing parameters," Cai said. Varying temperatures for 3D printed structures For example, the researchers printed LCE discs at 40°C (104F) and heated them to 90°C (194F) in hot water. The disk has been deformed into a conical shape. However, LCE discs made up of printed areas at different temperatures (e.g. 40 degrees Celsius, 80 degrees Celsius, 120 degrees Celsius) transform into completely different shapes when heated. The researchers also showed that a 3D-printed structure made up of two LCE layers with different properties gives the material more degrees of freedom to operate.
ㅡNote 200926
If the 3D printer is used to its maximum, the degree of freedom that can be made into a liquid substance is wide. Since liquid substances vary from material to material, if the temperature is well combined, TF (3+4) D complex printers combined with 4D will appear. This is a symmetrical concept of degrees of freedom that can represent space and time as TF. For example, an object to be manufactured with a printer is in the form of a square externally, but internally, by the time it arrives on Mars, it sends out a paravolcano or a flying wing to fly through the Martian sky It means that you can make.
In oms, if the timing variable is given to the empty oms, the degrees of freedom appear sequentially, and a printable liquefied material 12x12 oms appears in a certain space.
Example 1. is a printer expressed in 6th order oms.
100000<xyz A solid that appeared after 4D time.
000010<xyz
010000>xy Appears immediately in 3D space.
000001>xy
001000>xy
000100>xy
.Metal wires of carbon complete toolbox for carbon-based computers
탄소 기반 컴퓨터 용 탄소 전체 도구 상자의 금속 와이어
에 의해 버클리 - 캘리포니아 대학 광대역 금속 그래 핀 나노 리본 (GNR)의 주사 터널링 현미경 이미지. 돌출부의 각 클러스터는 단일 점유 전자 궤도에 해당합니다. 각 클러스터 근처에 오각형 고리가 형성되면 금속 GNR의 전도도가 10 배 이상 증가합니다. GNR 백본의 너비는 1.6 나노 미터입니다. 크레딧 : UC Berkeley / Daniel Rizzo SEPTEMBER 24, 2020
실리콘이 아닌 탄소 기반 트랜지스터는 잠재적으로 컴퓨터의 속도를 높이고 전력 소비를 수천 배 이상 줄일 수 있습니다. 몇 달 동안 충전을 유지하는 휴대폰을 생각하면 작동하는 탄소 회로를 구축하는 데 필요한 도구 세트는 아직까지 불완전한 상태로 남아 있습니다. 지금. University of California, Berkeley의 화학자 및 물리학 자 팀은 마침내 도구 상자의 마지막 도구 인 탄소로 만든 금속 와이어를 만들어 탄소 기반 트랜지스터를 구축하기위한 연구를위한 단계를 마련했습니다. 궁극적으로 컴퓨터. UC Berkeley 화학과 교수 인 Felix Fischer는 "탄소 기반 재료의 영역 내에서 동일한 재료 내에 머무르는 것이이 기술을 결합하는 것입니다."라고 말했습니다. 동일한 재료로 모든 회로 요소를 만들 수있는 능력이 제조를 만든다고 지적했습니다. 더 쉽습니다. "이것은 전체 탄소 기반 집적 회로 아키텍처의 큰 그림에서 누락 된 핵심 요소 중 하나입니다." 컴퓨터 칩의 트랜지스터를 연결하는 데 사용되는 금속 채널과 같은 금속 와이어는 장치에서 장치로 전기를 전달하고 컴퓨터의 구성 요소 인 트랜지스터 내의 반도체 요소를 상호 연결합니다. UC Berkeley 그룹은 몇 년 동안 그래 핀 나노 리본으로 반도체와 절연체를 만드는 방법에 대해 연구 해 왔습니다. 그래 핀 나노 리본은 좁고 1 차원적인 원자 두께의 그래 핀 스트립입니다.이 구조는 전적으로 탄소 원자로 구성된 구조이며 닭을 닮은 상호 연결된 육각형 패턴으로 배열되어 있습니다. 철사. 새로운 탄소 기반 금속은 그래 핀 나노 리본 이지만, 모든 탄소 트랜지스터에서 반도체 나노 리본 사이의 전자 전도를 고려하여 설계되었습니다. 금속 나노 리본은 더 작은 동일한 빌딩 블록에서 조립하여 만들어졌다 : 상향식 접근 방식이라고 Fischer의 동료 인 UC Berkeley 물리학 교수 인 Michael Crommie는 말했다. 각 빌딩 블록은 나노 리본을 따라 자유롭게 흐를 수있는 전자를 제공합니다. 확장 된 2D 그래 핀 시트 및 탄소 나노 튜브와 같은 다른 탄소 기반 재료는 금속성 일 수 있지만 문제가 있습니다. 예를 들어, 2D 그래 핀 시트를 나노 미터 스케일 스트립으로 재구성하면 자발적으로 반도체 또는 절연체로 바뀝니다. 우수한 전도체 인 탄소 나노 튜브는 나노 리본과 동일한 정밀도와 재현성으로 대량으로 제조 할 수 없습니다. "나노 리본은 우리가 상향식 제조를 사용하여 광범위한 구조에 화학적으로 접근 할 수있게 해준다. 아직 나노 튜브로는 불가능한 일이다"라고 Crommie는 말했다. "이로 인해 우리는 기본적으로 전자를 결합하여 금속 나노 리본을 만들 수있었습니다. 이전에는 할 수 없었던 일입니다. 이것은 그래 핀 나노 리본 기술 분야의 큰 도전 중 하나이며 우리가 그것에 대해 그렇게 흥분하는 이유입니다." 금속의 넓고 부분적으로 채워진 전자 밴드 특성을 특징으로하는 금속 그래 핀 나노 리본은 전도도가 2D 그래 핀 자체와 비슷해야합니다. "우리는 금속 와이어가 정말 돌파구라고 생각합니다. 외부 도핑 없이도 탄소 기반 재료로 매우 좁은 금속 전도체 (좋은 고유 전도체)를 의도적으로 만들 수있는 것은 이번이 처음입니다." 피셔가 추가되었습니다. UC Berkeley와 Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab)의 Crommie, Fischer 및 동료들은 연구 결과를 Science 저널 9 월 25 일호에 발표 할 예정 입니다.
협 대역 금속 그래 핀 나노 리본 (GNR)의 주사 터널링 현미경 이미지. 흰색 돌출부는 확장 된 전도 상태를 형성하기 위해 신중하게 배열 된 단일 점유 전자 궤도에 해당합니다. 여기서 GNR 백본의 너비는 1.6 나노 미터에 불과합니다. 크레딧 : UC Berkeley / Daniel Rizzo
토폴로지 조정 실리콘 기반 집적 회로는 무어의 법칙에 따라 속도와 성능을 지속적으로 향상시키면서 수십 년 동안 컴퓨터에 전력을 공급해 왔지만 속도 제한, 즉 0과 1 사이를 얼마나 빠르게 전환 할 수 있는지에 도달하고 있습니다. 또한 전력 소비를 줄이는 것도 점점 더 어려워지고 있습니다. 컴퓨터는 이미 세계 에너지 생산량의 상당 부분을 사용하고 있습니다. 탄소 기반 컴퓨터는 잠재적으로 실리콘 컴퓨터보다 몇 배 더 빠르게 전환 할 수 있으며 전력의 일부만 사용할 수 있다고 Fischer는 말했습니다. 순수 탄소 인 그래 핀은 이러한 차세대 탄소 기반 컴퓨터의 주요 경쟁자입니다. 그러나 그래 핀의 좁은 스트립은 주로 반도체이지만, 이들을 절연체와 금속 (극단과 반대 극단, 완전히 비전 도성 및 완전 전도성)으로도 작동하게하여 전적으로 탄소로 트랜지스터와 프로세서를 구성하는 것이 과제였습니다. 몇 년 전 Fischer와 Crommie는 UC 버클리 물리학 교수 인 이론 재료 과학자 Steven Louie와 협력하여 작은 길이의 나노 리본을 연결하여 전도 특성의 전체 영역을 안정적으로 생성하는 새로운 방법을 발견했습니다. 2 년 전, 팀은 나노 리본의 짧은 세그먼트를 올바른 방식으로 연결함으로써 각 세그먼트의 전자가 조정 가능한 반도체 특성을 유도하는 새로운 위상 상태 (특수 양자 파 기능)를 생성하도록 배열 될 수 있음을 입증했습니다. 새로운 연구에서 그들은 유사한 기술을 사용하여 짧은 나노 리본 세그먼트를 연결하여 수십 나노 미터 길이와 거의 1 나노 미터 너비의 전도성 금속 와이어를 만듭니다. 나노 리본은 화학적으로 생성되었으며 주사 터널링 현미경을 사용하여 매우 평평한 표면에 이미지화되었습니다. 단순한 열을 사용하여 분자가 화학적으로 반응하고 올바른 방식으로 결합하도록 유도했습니다. Fischer는 데이지 체인 구성 요소의 조립을 레고 세트와 비교하지만 레고는 원자 규모에 맞게 설계되었습니다. "그것들은 모두 정확하게 맞출 수있는 한 가지 방법 만 있도록 설계되었습니다. 마치 레고 가방을 들고 흔들면 완전히 조립 된 자동차가 나오는 것과 같습니다."라고 그는 말했습니다. "그것은 화학으로 자기 조립을 제어하는 마법입니다." 조립 된 새로운 나노 리본의 전자 상태는 루이가 예측 한 것처럼 금속이었으며 각 세그먼트는 단일 전도성 전자를 제공합니다. 마지막 돌파구는 나노 리본 구조의 미세한 변화 때문일 수 있습니다. "화학을 사용하여 우리는 약 100 개의 원자 당 단 하나의 화학 결합 만 변화시키는 작은 변화를 만들었습니다. 그러나 이것은 나노 리본 의 금속성 을 20 배 증가 시켰 습니다. 이것은 실제적인 관점에서 중요한 것입니다. 이것을 좋은 금속으로 만드십시오. "라고 Crommie는 말했습니다. 두 연구원은 UC Berkeley의 전기 엔지니어와 협력하여 반도체, 절연 및 금속 그래 핀 나노 리본 도구 상자 를 작동하는 트랜지스터로 조립하고 있습니다. "저는이 기술이 미래에 우리가 집적 회로를 구축하는 방법에 혁명을 일으킬 것이라고 믿습니다."라고 Fischer는 말했습니다. "지금 당장 실리콘에서 기대할 수있는 최고의 성능에서 한 단계 더 발전해야합니다 . 이제 훨씬 더 낮은 전력 소비로 더 빠른 스위칭 속도에 액세스 할 수있는 경로가 생겼습니다 . 이것이 탄소 기반으로의 추진을 주도하는 이유입니다. 미래의 전자 반도체 산업. "
더 탐색 차세대 소형 전자 장치를 약속하는 세계에서 가장 넓은 그래 핀 나노 리본 추가 정보 : "제로 모드 초 격자를 통해 그래 핀 나노 리본의 금속성 유도" Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aay3588 저널 정보 : 과학 에 의해 제공 버클리 - 캘리포니아 대학
https://phys.org/news/2020-09-metal-wires-carbon-toolbox-carbon-based.html
ㅡ토폴로지 조정 실리콘 기반 집적 회로는 무어의 법칙에 따라 속도와 성능을 지속적으로 향상시키면서 수십 년 동안 컴퓨터에 전력을 공급해 왔지만 속도 제한, 즉 0과 1 사이를 얼마나 빠르게 전환 할 수 있는지에 도달하고 있습니다. 또한 전력 소비를 줄이는 것도 점점 더 어려워지고 있습니다. 컴퓨터는 이미 세계 에너지 생산량의 상당 부분을 사용하고 있습니다. 탄소 기반 컴퓨터는 잠재적으로 실리콘 컴퓨터보다 몇 배 더 빠르게 전환 할 수 있으며 전력의 일부만 사용할 수 있다고 Fischer는 말했습니다. 순수 탄소 인 그래 핀은 이러한 차세대 탄소 기반 컴퓨터의 주요 경쟁자입니다. 그러나 그래 핀의 좁은 스트립은 주로 반도체이지만, 이들을 절연체와 금속 (극단과 반대 극단, 완전히 비전 도성 및 완전 전도성)으로도 작동하게하여 전적으로 탄소로 트랜지스터와 프로세서를 구성하는 것이 과제였습니다.
ㅡ몇 년 전 Fischer와 Crommie는 UC 버클리 물리학 교수 인 이론 재료 과학자 Steven Louie와 협력하여 작은 길이의 나노 리본을 연결하여 전도 특성의 전체 영역을 안정적으로 생성하는 새로운 방법을 발견했습니다. 2 년 전, 팀은 나노 리본의 짧은 세그먼트를 올바른 방식으로 연결함으로써 각 세그먼트의 전자가 조정 가능한 반도체 특성을 유도하는 새로운 위상 상태 (특수 양자 파 기능)를 생성하도록 배열 될 수 있음을 입증했습니다. 새로운 연구에서 그들은 유사한 기술을 사용하여 짧은 나노 리본 세그먼트를 연결하여 수십 나노 미터 길이와 거의 1 나노 미터 너비의 전도성 금속 와이어를 만듭니다. 나노 리본은 화학적으로 생성되었으며 주사 터널링 현미경을 사용하여 매우 평평한 표면에 이미지화되었습니다. 단순한 열을 사용하여 분자가 화학적으로 반응하고 올바른 방식으로 결합하도록 유도했습니다.
ㅡ메모 200925
반도체 진화의 무어법칙이 유효하려면 0과 1을 얼마나 빠르게 전환 할 수 있는지에 대한 문제이다. 이제 한계를 넘어설 새로운 발견했다고 한다. 양자파 기능의 생성하도록 탄소 나노리본을 나노 금속막대를 통해 단순한 열을 사용하여 분자가 화학적으로 반응하고 올바른 방식으로 결합하도록 유도하는 기술인듯 하다.
이런 개념의 OMS를 생각하면 탄소 나노리본의 막대구실은 양자화 상태를 금속성 탄소막대에서 자유롭게 생성하는 기분들이 존재하게큼 매카니즘을 제공할 필요가 있는데 이는 마치 물고기가 넓은 물가를 헤엄치듯 번개가 공기 중에 빛을 발생하는 장면과 유사하게 나타나 스냅샷을 보여주는 형태이다.
보기 1, 10x10 탄소기반 나노리본 안에 7x7 oms가 순간적으로 나타난 모습이다.
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보기1.을 확장하면, googol^2 탄소기반 나노리본 안에초거대 (primexprime) number oms가 순간적으로 나타난 모습과 동일하다. 탄소기반 나노빔 정도하나에 보기1.의 확장모드를 실현하는 단계에 이르면 무어법칙은 1억광년이상은 유효할듯하다. 물론 믿기지는 않겠지만 oms이론의 무한적 상상모드는 이런 경우에도 적용된다는 것이 나의 스토리텔링이다. 허허.
ㅡTopology-tuned silicon-based integrated circuits have been powering computers for decades, constantly improving speed and performance according to Moore's Law, but they are reaching the speed limit, i.e. how fast they can switch between 0 and 1. Also, reducing power consumption is becoming increasingly difficult. Computers already use a significant portion of the world's energy production. Carbon-based computers can potentially switch several times faster than silicon computers and use only a fraction of the power, Fischer said. Graphene, pure carbon, is a major contender for these next-generation carbon-based computers. However, although the narrow strips of graphene are primarily semiconductors, making them work as insulators and metals (extreme and opposite extremes, completely non-conductive and fully conductive), making transistors and processors entirely out of carbon was a challenge.
A few years ago, Fischer and Crommie collaborated with theoretical materials scientist Steven Louie, UC Berkeley professor of physics, to discover a new way to reliably generate entire regions of conduction properties by connecting small lengths of nanoribbons. Two years ago, the team demonstrated that by connecting short segments of the nanoribbon in the right way, the electrons in each segment can be arranged to create new phase states (special quantum wave functions) that lead to tunable semiconductor properties. In a new study, they use a similar technique to connect short nanoribbon segments to create conductive metal wires tens of nanometers long and nearly one nanometer wide. The nanoribbons were chemically generated and imaged on a very flat surface using a scanning tunneling microscope. Using simple heat, we induced the molecules to react chemically and bond in the right way.
ㅡNote 200925
For the Moore's Law of semiconductor evolution to be valid, it is a question of how fast we can switch between 0s and 1s. It is said that it is a new discovery that will overcome the limits. It seems to be a technology that induces molecules to react chemically and bond in the right way by using simple heat through a nano metal rod to create a quantum wave function.
Considering this concept of OMS, the role of the carbon nanoribbons is that there are feelings that freely generate the quantization state on a metallic carbon rod, so it is necessary to provide a mechanism. This is as if a fish swims in a wide waterside, and lightning shines in the air. It appears similar to the scene that occurs and shows a snapshot.
Example 1, 7x7 oms instantaneously appeared in a 10x10 carbon-based nanoribbon.
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Expanding example 1, it is identical to the instantaneous appearance of a primexprime number oms in the googol^2 carbon-based nanoribbon. When it reaches the stage of realizing the expansion mode of Example 1 for just one carbon-based nanobeam, the Moorish law is likely to be effective for more than 100 million light years. Of course, I don't believe it, but my storytelling is that the infinite imaginary mode of oms theory is also applied in this case. haha.
.Bridging the gap between the magnetic and electronic properties of topological insulators
위상 절연체의 자기 적 특성과 전자적 특성 사이의 간격 연결
에 의해 도쿄 공업 대학 (a) 및 (b) Bi2Te3 및 자기 토폴로지 절연체 샘플의 전자 밴드 구조를 보여줍니다. Dirac 콘 구조는 후자에서 훨씬 더 두드러집니다. (c) 두 개의 강조 표시된 광 방출 피크와 점진적 융합은 온도가 증가함에 따라 DC 갭이 닫히기 때문입니다. 크레딧 : Nature Communications SEPTEMBER 24, 2020
Tokyo Institute of Technology의 과학자들은 토폴로지 절연체의 자기 특성과 전자 밴드 구조 사이의 관계에 대해 밝힙니다. 그들의 실험 결과는 비정상적인 양자 현상을 나타내며 차세대 전자 장치, 스핀 트로닉스 및 양자 컴퓨터에서 중요 할 것으로 예상되는 이러한 물질의 온도에 따른 밴드 구조의 진화에 관한 최근 논쟁에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. 위상 절연체는 표면에서는 전기적으로 전도성이 있지만 내부에서는 절연이라는 독특한 특성을 가지고 있습니다. 겉보기에 단순 해 보이는이 고유 한 특성 덕분에이 물질은 양자 컴퓨터, 스핀 트로닉스 및 고급 광전자 시스템에 유용한 수많은 이국적인 양자 현상을 호스트 할 수 있습니다. 그러나 비정상적인 양자 특성의 일부를 잠금 해제하려면 토폴로지 절연체 에서 자기를 유도해야합니다 . 즉, 물질의 전자가 서로에 대해 정렬되는 방식에서 일종의 '순서'를 달성해야합니다. 2017 년에는이 위업을 달성하기위한 새로운 방법이 제안되었습니다. '자기 확장'이라고 불리는이 기술은 자기 불순물로 도핑하는 것과 같은 다른 사용 가능한 방법으로 인한 문제를 피하는 토폴로지 절연체의 최상층에 자성 물질의 단층을 삽입하는 것을 포함합니다. 불행히도, 자기 확장의 사용은 전자 의 가능한 에너지 수준을 지시하고 궁극적으로 물질의 전도 특성을 결정하는 결과 물질 의 전자 밴드 구조 와 관련하여 복잡한 질문과 상충되는 답변으로 이어졌습니다 . 위상 절연체는 서로 마주 보는 두 개의 원뿔과 유사한 전자 밴드 구조에서 Dirac 원뿔 (DC)로 알려진 것을 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 이론적으로 DC는 일반 토폴로지 절연체에 대해 사용되지 않지만 자기를 유도하여 간격이 생깁니다. 그러나 과학계 는 두 개의 원추형 팁 사이의 간격과 재료의 자기 적 특성 사이의 상관 관계에 대해 실험적으로 동의하지 않았습니다.
주사 투과 전자 현미경 이미지는 에너지 분산 분광기와 함께 사용되어 샘플의 두 가지 가능한 구조의 원자 구성을 결정했습니다. 크레딧 : Nature Communications
최근이 문제를 해결하기위한 노력의 일환으로 여러 대학 및 연구 기관의 과학자들이 일본 Tokyo Tech의 Toru Hirahara Assoc 교수가 이끄는 공동 연구를 수행했습니다. 그들은 잘 연구 된 위상 절연체 인 Bi 2 Te 3 에 Mn과 Te를 증착하여 자기 위상 구조를 제작 했습니다 . 과학자들은 여분의 Mn 층이 Bi 2 Te 3 와 더 강하게 상호 작용할 것이며 , 떠오르는 자기 특성은 DC 갭의 변화에 기인 할 수 있다고 이론화했습니다 . "우리는 강력한 층간 자기 상호 작용이 자기 특성과 DC 갭 사이의 일치는 이전 연구에 비해 분명했습니다. " 샘플의 전자 밴드 구조와 광 방출 특성을 조사하여 온도가 증가함에 따라 DC 갭이 어떻게 점진적으로 닫히는 지 보여주었습니다. 또한, 그들은 샘플 의 원자 구조 를 분석하고 두 가지 가능한 구성 인 MnBi 2 Te 4 / Bi 2 Te 3 및 Mn 4 Bi 2 Te 7 / Bi 2 Te 3을 발견 했으며, 후자는 DC 갭을 담당합니다. 그러나 특이한 점은 DC 갭이 닫히는 온도가 임계 온도 (TC)를 훨씬 초과하여 재료가 영구 자기 순서를 잃는다는 것입니다. 이것은 DC 갭이 닫히지 않고 재료의 TC보다 높은 온도에서 여전히 열릴 수 있다는 이전 연구와는 완전히 대조적입니다. 이 메모에서 Hirahara는 "우리의 결과는 처음으로 TC 위의 장거리 자기 질서 손실과 DC 갭 폐쇄가 상관 관계가 없음을 보여줍니다."라고 말합니다. DC 갭의 특성과 자기 특성 사이의 관계를 명확히하기 위해서는 더 많은 노력이 필요하지만이 연구는 올바른 방향으로 나아가는 단계입니다. 바라건대, 이러한 양자 현상에 대한 더 깊은 이해가 차세대 전자 장치 및 양자 컴퓨팅을위한 토폴로지 절연체의 힘을 얻는 데 도움이 될 것입니다.
더 탐색 처음으로 설명 된 양자 물질의 고유 한 특성 추가 정보 : T. Hirahara et al, Fabrication of a new magnetic topological heterostructure and temperature evolution of its massive Dirac cone, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-18645-9 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 동경 공업 대학
https://phys.org/news/2020-09-bridging-gap-magnetic-electronic-properties.html
ㅡ비정상적인 양자 특성의 일부를 잠금 해제하려면 토폴로지 절연체 에서 자기를 유도해야합니다 . 즉, 물질의 전자가 서로에 대해 정렬되는 방식에서 일종의 '순서'를 달성해야합니다. 2017 년에는이 위업을 달성하기위한 새로운 방법이 제안되었습니다. '자기 확장'이라고 불리는이 기술은 자기 불순물로 도핑하는 것과 같은 다른 사용 가능한 방법으로 인한 문제를 피하는 토폴로지 절연체의 최상층에 자성 물질의 단층을 삽입하는 것을 포함합니다.
ㅡ메모 2009251
위상 절연체의 자기 적 특성과 전자적 특성 사이의 간격 연결은 마치 순서수를 제시하는 ms와 oms의 접근방식의 간격을 좁히는 문제처럼 보인다. oms는 로고조각과도 같고 ms는 그 로고를 조립된 상태이다. 전자기의 위상적인 간격은 마치 이들이 1+2+3=6 동일한 계산을 한 상태와 같다. "1+2+3=6" , 이 계산방식 자체가 전자기의 모습이고 "1+2+3"은 자기성 oms , "6"은 전류성 ms이다. 전류는 순서적으로 흐르고 그 흐름은 자기의 합이다. 이들이 정상적이면 "1+2+3=6"을 나타내지만 아날로그 방식의 근사치를 나타낸 정수값 방식이면 비정상적인 전자기의 간격이 생긴다. 즉 , " 1+e+ π=6.8xxxxxx...", 6~7사이에 간격에 초월수가 존재한다. 정상적인 간격으로 돌아온다면 그 아날로그는 오일러 항등식 e^(iπ) +1=0 이 적용될 것이다.
ㅡTo unlock some of the unusual quantum properties, you need to induce magnetism in the topology insulator. In other words, we have to achieve some kind of'order' in the way the electrons of matter are aligned with respect to each other. In 2017, a new method was proposed to achieve this feat. Called'magnetic expansion', this technique involves inserting a monolayer of magnetic material on the top layer of topological insulators, avoiding problems caused by other available methods such as doping with magnetic impurities.
ㅡNote 2009251
The gap connection between the magnetic and electronic properties of a phase insulator seems to be a problem of narrowing the gap between the ms and oms approach to giving the order number. The oms is like a piece of the logo, and ms is the assembled state of the logo. The phase spacing of the electromagnetics is as if they did the same calculation of 1+2+3=6. "1+2+3=6", this calculation method itself is the form of electromagnetic, "1+2+3" is magnetic oms, "6" is current ms. The current flows in sequence and the flow is the sum of magnetism. If they are normal, they indicate "1+2+3=6", but if they are an integer value method that approximates the analog method, an abnormal electromagnetic gap occurs. That is, "1+e+π=6.8xxxxxx...", there is a transcendental number in the interval between 6 and 7. Returning to the normal interval, the analogue will apply the Euler identities e^(iπ) +1=0.
.Young physicist 'squares the numbers' on time travel
젊은 물리학자는 시간 여행에서 '숫자 제곱'
에 의해 퀸즈랜드 대학교 크레딧 : Pixabay / CC0 공개 도메인
저명한 퀸즐랜드 대학교 학부생의 수학적 모델링에 따르면 이론적으로 역설없는 시간 여행이 가능합니다. 4 년차 고급 과학 학사 (우등) 학생 인 Germain Tobar는 UQ 물리학자인 Fabio Costa 박사의 감독하에 시간 여행의 가능성을 조사하고 있습니다. "고전적인 역학은 특정 시간에 시스템의 상태를 안다면 시스템의 전체 역사를 알 수 있다고 말합니다."라고 Tobar는 말했습니다. "이것은 우리가 로켓을 다른 행성으로 보낼 수 있도록 허용하고 유체 흐름을 모델링하는 것부터 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. "예를 들어, 중력을 받고있는 물체 의 현재 위치 와 속도를 안다면 언제라도 그 위치 를 계산할 수 있습니다. "그러나 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 과거와 미래의 사건이 될 수있는 시간 루프 또는 시간 여행의 존재를 예측합니다. 이론적으로 역학 연구를 머리에 돌리고 있습니다." Tobar는 전통적인 역학과 아인슈타인의 상대성 이론을 조화시킬 수 있는 통합 이론 이 물리학의 성배 라고 말했습니다 . "그러나 현재의 과학은 두 이론이 모두 사실 일 수는 없다고 말합니다."라고 그는 말했다. "물리학 자로서 우리는 우주의 가장 기본적인 기본 법칙을 이해하기를 원하며 수년 동안 역학 과학이 아인슈타인의 예측과 어떻게 맞 물릴 수 있는지에 대해 의아해했습니다. "나는"시간 여행이 수학적으로 가능 할까? " Tobar와 Costa 박사는 "숫자를 제곱"하는 방법을 찾았다 고 말했고 Costa 박사는 계산이 과학에 매력적인 결과를 가져올 수 있다고 말했습니다.
박사 Fabio Costa (왼쪽)와 고급 과학 학사 (우등) 학생 Germain Tobar. 크레딧 : Ho Vu
코스타 박사는 "수학이 확인되고 그 결과는 공상 과학 소설의 내용입니다."라고 말했습니다. "COVID-19의 환자 제로가 바이러스에 노출되는 것을 막기 위해 시간을 여행했다고 가정 해 보겠습니다. "그러나 당신이 그 개인이 감염되는 것을 막았다면, 그것은 당신이 처음에 다시 전염병을 멈출 동기를 제거 할 것입니다. "이것은 사람들이 시간 여행이 우리 우주에서 일어날 수 없다고 생각하게 만드는 모순입니다. "일부 물리학 자들은 이것이 가능하다고 말하지만 논리적으로 받아들이 기가 어렵습니다. 이는 임의의 행동을하는 우리의 자유에 영향을 미치기 때문입니다. "시간 여행은 할 수 있지만 역설을 일으킬 수있는 일은 할 수 없다는 뜻입니다." 그러나 연구자들은 그들의 연구에 따르면 이러한 조건 중 어느 것도 해당 될 필요가 없으며 이벤트가 시간 여행자가 수행하는 모든 행동과 논리적으로 일치하도록 스스로 조정할 수 있다고 말합니다. "코로나 바이러스 환자 제로의 예에서는 환자 제로가 감염되는 것을 막으려 고 할 수 있지만 그렇게함으로써 바이러스를 잡아서 환자 제로가되거나 다른 사람이 그렇게 할 것입니다."라고 Tobar는 말했습니다. "당신이 무엇을하던간에, 눈에 띄는 사건은 당신 주변에서 재조정 될 것입니다. "이것은 당신의 행동에 관계없이 전염병이 발생하여 어린 자신에게 돌아가서 그것을 막을 동기를 부여한다는 것을 의미합니다. "역설을 만들려고 할 수있는 것처럼 시도하면 불일치를 피하기 위해 이벤트가 항상 스스로 조정됩니다. "우리가 발견 한 수학적 과정의 범위는 자유 의지를 가진 시간 여행 이 역설없이 우리 우주에서 논리적으로 가능하다는 것을 보여줍니다 ." 이 연구는 Classical and Quantum Gravity에 발표되었습니다 .
더 탐색 아인슈타인이 우주 여행의 신비를 푸는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 추가 정보 : Germain Tobar et al, 닫힌 시간과 같은 곡선과 선택의 자유가있는 가역 역학, Classical 및 Quantum Gravity (2020). DOI : 10.1088 / 1361-6382 / aba4bc 에 의해 제공 퀸즐랜드 대학
https://phys.org/news/2020-09-young-physicist-squares.html
.음, 꼬리가 보인다
.Measurement of Planetary Boundary Layer Winds with Scanning Doppler Lidar
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.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.Senescent tumor cells building three-dimensional tumor clusters
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
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