.Artificial intelligence solves Schrödinger's equation
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.Artificial intelligence solves Schrödinger's equation
인공 지능은 슈뢰딩거 방정식을 해결합니다
작성자 : Freie Universitaet Berlin 크레딧 : CC0 Public Domain DECEMBER 21, 2020
Freie Universität Berlin의 과학자 팀은 양자 화학에서 슈뢰딩거 방정식의 기본 상태를 계산하기위한 인공 지능 (AI) 방법을 개발했습니다. 양자 화학의 목표는 공간에서 원자의 배열만을 기반으로 분자의 화학적 및 물리적 특성을 예측하여 자원 집약적이고 시간이 많이 소요되는 실험실 실험의 필요성을 피하는 것입니다.
ㅡ원칙적으로 이것은 Schrödinger 방정식을 풀면 얻을 수 있지만 실제로는 매우 어렵습니다. 지금까지는 효율적으로 계산할 수있는 임의의 분자에 대한 정확한 솔루션을 찾는 것이 불가능했습니다. 그러나 Freie Universität의 팀은 정확성과 계산 효율성의 전례없는 조합을 달성 할 수있는 딥 러닝 방법을 개발했습니다. AI는 컴퓨터 비전에서 재료 과학에 이르기까지 많은 기술 및 과학 분야를 변화 시켰습니다. "우리는 우리의 접근 방식이 양자 화학 의 미래에 큰 영향을 미칠 수 있다고 믿습니다 ."라고 팀 작업을 이끌었던 Frank Noé 교수는 말합니다.
그 결과는 유명한 저널 Nature Chemistry에 게재되었습니다 . 양자 화학과 슈뢰딩거 방정식의 핵심 은 분자 내 전자의 행동을 완전히 지정하는 수학적 객체 인 파동 함수 입니다. 파동 함수는 고차원 개체이므로 개별 전자가 서로 영향을 미치는 방식을 인코딩하는 모든 뉘앙스를 포착하는 것은 극히 어렵습니다. 사실 많은 양자 화학 방법은 파동 함수를 완전히 표현하는 것을 포기하고 대신 주어진 분자의 에너지를 결정하려고 시도합니다. 그러나 이것은 이러한 방법의 예측 품질을 제한하는 근사치를 만들어야합니다.
다른 방법은 엄청난 수의 간단한 수학적 구성 요소를 사용하여 파동 함수를 나타내지 만, 그러한 방법은 너무 복잡하여 단지 소수의 원자 이상으로 실행하기가 불가능합니다. 이 연구 에서이 방법의 핵심 기능을 설계 한 Freie Universität Berlin의 Jan Hermann 박사는 " 정확성과 계산 비용 사이의 일반적인 절충안을 피하는 것이 양자 화학 에서 가장 높은 성과입니다 ."라고 설명합니다. "아직 가장 인기있는 특이점은 매우 비용 효율적인 밀도 함수 이론입니다. 우리가 제안하는 접근 방식 인 'Quantum Monte Carlo'가 더 성공적이지는 않더라도 똑같이 될 수 있다고 믿습니다. 이는 전례없는 정확도를 제공합니다.
여전히 수용 가능한 계산 비용. " 깊은 신경망 교수 노의 팀에 의해 설계는 전자의 파동 함수를 표현하는 새로운 방법입니다. "상대적으로 간단한 수학적 구성 요소로부터 파동 함수를 구성하는 표준 접근 방식 대신, 우리는 전자가 핵 주위에 위치하는 방식의 복잡한 패턴을 학습 할 수있는 인공 신경망을 설계했습니다."라고 Noé는 설명합니다.
Hermann은 "전자파 함수의 독특한 특징 중 하나는 반대 칭입니다. 두 개의 전자가 교환 될 때 파동 함수는 그 부호를 변경해야합니다.이 속성을 신경망 아키텍처에 구축해야 접근 방식이 작동합니다."라고 Hermann은 덧붙입니다. 'Pauli의 배제 원칙'으로 알려진이 기능은 저자가 자신의 방법을 'PauliNet'이라고 부르는 이유입니다. Pauli 배제 원리 외에도 전자파 기능은 다른 기본적인 물리적 특성을 가지고 있으며 PauliNet의 혁신적인 성공 중 상당 부분은 데이터를 관찰하는 것만으로 딥 러닝이이를 파악하도록하는 것이 아니라 이러한 특성을 심층 신경망에 통합한다는 것입니다.
"기본 물리학 을 AI에 구축하는 것은 현장에서 의미있는 예측을 할 수있는 능력에 필수적입니다."라고 Noé는 말합니다. "이것은 실제로 과학자들이 AI에 상당한 기여를 할 수있는 곳이며 정확히 우리 그룹이 초점을 맞추고있는 부분입니다." Hermann과 Noé의 방법이 산업 적용을 위해 준비되기 전에 극복해야 할 많은 과제가 있습니다. 저자들은 "이것은 여전히 근본적인 연구입니다. 그러나 이것은 분자 및 재료 과학의 오래된 문제에 대한 새로운 접근 방식이며 우리는 그것이 열릴 가능성에 대해 흥분됩니다."
더 알아보기 기계 학습으로 양자 화학 계산 속도 향상 추가 정보 : Jan Hermann et al. 전자 슈뢰딩거 방정식의 심층 신경망 솔루션, Nature Chemistry (2020). DOI : 10.1038 / s41557-020-0544-y 저널 정보 : Nature Chemistry 에 의해 제공 프레이 Universitaet 베를린
https://phys.org/news/2020-12-artificial-intelligence-schrdinger-equation.html
.Exploring the potential of near-sensor and in-sensor computing systems
근거리 센서 및 센서 내 컴퓨팅 시스템의 잠재력 탐구
작성자 : Ingrid Fadelli, Tech Xplore 신경망에서 다중 축적 작업을 위해 재구성 가능한 센서가있는 센서 내 컴퓨팅 아키텍처의 개략도입니다. 신용 : Zhou & Chai. DECEMBER 21, 2020 FEATURE
인터넷에 연결된 장치의 수가 계속 증가함에 따라 서로 다른 감각 단말기와 컴퓨팅 장치 간의 중복 데이터 전송 양도 증가하고 있습니다. 센서 네트워크 주변 또는 내부에 개입하는 컴퓨팅 접근 방식은 증가하는 데이터 양을보다 효율적으로 처리하고 전력 소비를 줄이고 감지 장치와 처리 장치 사이의 중복 데이터 전송을 잠재적으로 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
홍콩 폴리 테크닉 대학교의 연구원들은 최근 근거리 센서 및 센서 내 컴퓨팅의 개념을 설명하는 연구를 수행했습니다. 이들은 계산 작업을 감각 단말기로 부분적으로 전송할 수있는 두 가지 컴퓨팅 접근 방식으로 전력 소비를 줄이고 알고리즘의 성능을 높일 수 있습니다 . 이 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Yang Chai는 TechXplore에 "사물 인터넷의 감각 노드 수가 계속해서 빠르게 증가하고 있습니다. "2,032까지의 번호 센서 45,000,000,000,000까지 것이며, 감각 노드에서 생성 된 정보는 10 개의 동등한 20 비트 / 초. 따라서 그것은 에지 장치 센터 컴퓨팅 클라우드에서 연산 작업의 변속 부에 필요한 있다는 에너지 소비와 시간 지연을 줄이고 통신 대역폭을 절약하며 데이터 보안 및 개인 정보를 강화하기 위해. " 시각적 센서는 많은 양의 데이터를 수집 할 수 있으므로 일반적으로 상당한 컴퓨팅 성능이 필요합니다. 에서는 이전 연구 한 , 차이와 그의 동료 감각 단자의 레벨에서의 정보 처리를 수행하도록 시도하고 센서에 의해 수집 된 전처리 된 이미지는 이미지 인식을위한 계산 방법의 성능을 향상시킬 수 있다는 것을 입증하기 위해 광전자 저항 스위칭 메모리 어레이를 사용 하였다. "이 연구 후, 새로운 하드웨어 플랫폼을 필요로하는 센서 내 컴퓨팅 패러다임이 동일하거나 더 적은 전력을 사용하여 새로운 기능, 고성능 및 에너지 효율성을 달성 할 수 있다고 제안 했습니다 ."라고 Chai는 말했습니다. "이 신흥 분야의 급속한 발전으로 인해 기존 성과를 요약하고 향후 개발에 대한 관점을 제공하는 것이 필요하게되었습니다. Nature Electronics 의 최근 관점 논문 은이 분야의 도전과 기회에 대한시기 적절한 개요를 제공합니다." 센서와 컴퓨팅 장치는 서로 다른 기능을 갖기 때문에 일반적으로 서로 다른 재료로 만들어지며 장치 구조, 설계 및 처리 시스템이 서로 다릅니다. 기존의 감각 컴퓨팅 아키텍처에서 센서와 컴퓨팅 장치는 물리적으로 분리되어 있으며 그 사이에 큰 거리가 있습니다. 근거리 및 센서 내 컴퓨팅 아키텍처에서 감각 장치와 컴퓨팅 장치 사이의 거리가 크게 줄어들거나 제거됩니다. 근접 센서 컴퓨팅 시스템에서 처리 장치 또는 가속기는 센서 옆에 배치됩니다. 즉, 처리 장치 또는 가속기가 센서 끝점에서 특정 작업을 실행하여 시스템의 전체 성능을 높이고 중복 데이터 전송을 최소화 할 수 있습니다.
근거리 센서 및 센서 내 컴퓨팅을위한 통합 기술. a, 3D 모 놀리 식 통합 시스템. b, 평면 SoC. c, 3D 이기종 통합. d, 2.5D 칩렛. 신용 : Zhou & Chai.
반면 센서 내 컴퓨팅 아키텍처에서는 개별 센서 또는 여러 개의 연결된 센서가 수집 한 정보를 직접 처리합니다. 이를 통해 감지 및 컴퓨팅 기능을 함께 병합하여 처리 장치 또는 가속기가 필요하지 않습니다. "근 센서 컴퓨팅의 큰 도전은 감각 장치와 컴퓨팅 장치 간의 통합입니다."라고 Chai는 설명합니다. "예를 들어, 컴퓨팅 장치는 이미 매우 진보 된 기술 노드를 채택하고 있지만 대부분의 감각 장치는 큰 피치 크기 기술을 기반으로 기능을 잘 수행 할 수 있습니다. 모 놀리 식 3D 통합은 고밀도 및 단거리를 제공하지만 복잡한 처리와 열 방출은 여전히 큰 문제를 안고 있습니다. " 센서 내 컴퓨팅 아키텍처는 지금까지 컴퓨팅 및 감지 기능을 결합하는 유망한 접근 방식으로 입증되었지만 일반적으로 특정 시나리오에만 적용 할 수 있습니다. 또한 아직 개발 초기 단계에있는 혁신적인 재료와 장치 구조를 사용해야 만 구현할 수 있습니다.
"Near-in-sensor 컴퓨팅은 재료, 장치, 회로, 아키텍처, 알고리즘 및 통합 기술을 다루는 학제 간 연구 분야입니다."라고 Chai는 말했습니다. "이러한 아키텍처는 서로 다른 시나리오에서 다량의 다양한 유형의 신호를 처리해야하기 때문에 복잡합니다. 센서 내 / 근거리 컴퓨팅을 성공적으로 배포하려면 센서, 장치, 통합 기술의 공동 개발 및 공동 최적화가 필요합니다. 및 알고리즘. " Nature Electronics에 발표 된 최근 논문에서 Chai와 그의 동료들은 근거리 센서 및 센서 내 컴퓨팅에 대한 명확한 정의를 제공합니다. 이러한 정의는 감각 컴퓨팅을 저수준 처리 (즉, 원치 않는 노이즈 또는 왜곡을 억제하거나 추가 처리를위한 기능을 강화하여 대량의 원시 데이터에서 유용한 데이터를 예비 및 선택적으로 추출) 및 고수준 처리로 분류합니다. 즉, '무엇'또는 '어디'입력 신호가 있는지 식별 할 수 있는 인지 과정 을 포함하는 추상적 표현 ). 근거리 및 센서 내 컴퓨팅에 대한 신뢰할 수있는 정의를 제공하는 것 외에도 연구진은 통합 감지 및 처리 장치를 실현하기위한 가능한 솔루션을 제안합니다.
앞으로 그들의 연구는 고급 제조 기술을 사용하여 이러한 아키텍처 또는 하드웨어 구성 요소를 실현하기위한 추가 연구에 영감을 줄 수 있습니다. 지금까지 Chai와 그의 동료들은 주로 비전 센서에 중점을 두었습니다. 그러나 근접 센서 및 센서 내 컴퓨팅 접근 방식은 음향, 압력, 얼룩, 화학적 또는 생물학적 신호를 감지하는 센서와 같은 다른 유형의 센서도 통합 할 수 있습니다. Chai는 "이제 논의한 전략을 다양한 애플리케이션 시나리오로 확장하는 데 관심이 있습니다."라고 말했습니다. "또한 대부분의 기존 보고서는 상대적으로 작은 규모로 제한되어 있으며 여전히 실제 응용 프로그램과는 거리가 멀습니다. 향후 장치 수를 늘리고 주변 회로와 연결하여 시스템을 구성함으로써 설계를 확장 할 수있는 기회를 모색 할 것입니다. "
더 알아보기 멤 리스터를 사용한 뉴 로모 픽 컴퓨팅
추가 정보 : 근거리 센서 및 센서 내 컴퓨팅. Nature Electronics (2020). DOI : 10.1038 / s41928-020-00501-9 뉴 로모 픽 비전 센서를위한 광전자 저항성 랜덤 액세스 메모리. Nature Nanotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41565-019-0501-3 머신 비전을위한 센서 내 컴퓨팅. (2020) DOI : 10.1038 / d41586-020-00592-6 저널 정보 : Nature Electronics , Nature
https://techxplore.com/news/2020-12-exploring-potential-near-sensor-in-sensor.html
.Scientists and philosopher team up, propose a new way to categorize minerals
과학자와 철학자가 팀을 이루어 미네랄을 분류하는 새로운 방법을 제안합니다
에 의해 과학 카네기 연구소 크레딧 : Pixabay / CC0 공개 도메인 DECEMBER 21, 2020
다이아몬드는 영원히 지속되지만 모든 다이아몬드가 공통된 역사를 가지고 있다는 의미는 아닙니다. 일부 다이아몬드 는 수십억 년 전에 죽어가는 별들의 탄소가 풍부한 대기가 팽창하고 냉각되면서 우주에서 형성되었습니다.
우리 행성의 일생 동안 맨틀의 고온과 압력은 우리에게 보석으로 친숙한 다이아몬드를 생산했습니다. 5,000 년 전, 지구상의 탄소가 풍부한 퇴적물을 강타한 큰 운석이 충격 다이아몬드를 생성했습니다. 이 다이아몬드는 각각 구성과 기원이 다른 다이아몬드와 다르지만, 모두 광물에 대한 권위있는 가이드 인 국제 광물 학회 (International Mineralogical Association 's Commission on New Minerals, Nomenclature and Classification)에 의해 "다이아몬드"로 분류됩니다.
많은 물리 과학자들에게 이러한 불일치는 문제가되지 않습니다. 그러나 IMA 시스템은 행성 과학자 , 지질 생물 학자, 고생물학 자 및 광물의 역사적 맥락 을 이해하려고 노력하는 다른 사람들에게 답이없는 질문을 남깁니다 . 그래서 Carnegie의 Robert Hazen과 Shaunna Morrison은 CU Boulder의 과학 교수 Carol Cleland와 팀을 이루어 과학자들이 과거 데이터 를 포함 하고 다양성과 분포의 변화를 반영 하는 새로운 광물 분류 "진화 시스템"으로이 단점을 해결할 것을 제안했습니다. 40 억 년이 넘는 지구 역사를 통해 그들의 연구는 국립 과학 아카데미의 회보에 의해 출판됩니다 .
"우리는 지구를 구성하는 고체 물질에 대한 토론에 시간 차원을 가져 오는 엄격한 방법이 있는지 알아보기 위해 매우 다른 철학 및 행성 과학 분야 에서 모였습니다."라고 Hazen은 말했습니다. 광물에 대한 IMA 분류 시스템은 지질 학자 James Dwight Dana가 주요 원소의 이상적인 구성과 기하학적으로 이상적인 결정 구조 의 고유 한 조합을 기반으로 광물을 분류하는 방법을 개괄 한 19 세기로 거슬러 올라갑니다 .
"예를 들어, IMA는 석영을 순수한 이산화 규소로 정의하지만 이 이상적인 버전의 존재는 완전히 허구입니다."라고 Morrison은 말했습니다. "모든 석영 표본에는 불완전 함이 포함되어 있습니다. 고유하게 만드는 형성 과정의 흔적입니다." 분류 시스템에 대한 이러한 접근 방식은 다이아몬드의 예 에서처럼 역사적 기원이 뚜렷하게 다른 광물이 함께 집중되는 반면 공통 인과 관계를 공유하는 다른 광물은 분리된다는 것을 의미합니다. 주 저자 인 Cleland는 "IMA 시스템은 일반적입니다.
원소 주기율표와 같은 자연 과학의 대부분의 분류 시스템은 시간에 독립적이며 명백한 유사점과 차이점만을 기준으로 물질을 분류합니다. 생산 방법이나 수정 사항에 관계없이. " 많은 연구자들에게 시간 독립적 인 시스템이 완전히 적절합니다. 그러나이 접근 방식은 행성 체의 형성과 발달을 이해하는 데 중점을두고있는 행성 및 기타 역사적으로 지향 된 지구과학에는 적합하지 않습니다. Cleland는 다이아몬드 또는 수정 결정의 형성 역사에서 차이가 매우 중요하다고 Cleland는 설명했습니다. 왜냐하면 샘플이 형성되는 조건과 수정이 수행 된 조건이 "결정이 다이아몬드 또는 수정으로 인정된다는 단순한 사실보다 훨씬 더 유익하기 때문입니다." 그녀, Hazen, Morrison은 행성 과학자들이 필요로하는 것은 역사적인 "천연 종류"를 포함하는 광물을 분류하는 새로운 시스템이라고 주장합니다. 생물학은 다윈이 진화론을 제시하기 전에 유사한 문제에 직면했습니다. 예를 들어, 진화 과정을 통해 유기체가 역사적으로 어떻게 관련되어 있는지에 대한 이해가 부족한 17 세기 학자들은 박쥐가 새인지에 대해 토론했습니다. 그러나 19 세기에 다윈의 연구가 등장하면서 생물 학자들은 날개를 가진 공통 조상이 없기 때문에 진화론 적 근거에서 그것들을 따로 분류했습니다.
ㅡ"광물 진화"라는 보편적 이론이 존재하지 않기 때문에 지구과학을위한 그러한 분류 체계를 만드는 것은 어려운 일입니다. Hazen, Morrison 및 Cleland가 제안한 솔루션은 고체 물질의 역사적으로 정보가 풍부한 화학적, 물리적 및 생물학적 속성을 기반으로 한 "부트 스트랩"접근 방식입니다. 이 전략을 통해 과학자들은 광물 종류 의 역사적 시스템을 구축하는 동시에 기본 이론적 원리에 대해 알 수 없습니다. "광물은 지구상의 기원과 진화를 이해하기 위해 연구 할 수있는 가장 내구성 있고 정보가 풍부한 개체입니다."라고 Hazen은 말했습니다. "광물 분류에 대한 우리의 새로운 진화 적 접근 방식은 기존 프로토콜을 보완하고 지구의 역사를 엄격하게 기록 할 수있는 기회를 제공합니다." Morrison은 이에 동의하며 다음과 같이 덧붙였습니다.
"광물을 분류하는 방식을 재검토하면 광물학 렌즈를 통해 지구와 태양계에 대한 크고 뛰어난 과학적 미스터리를 해결할 수있는 기회가 제공됩니다. 그 불완전 성과 이상에서 벗어난 광물은 무엇에 대한 이야기를 포착합니다. 그들은 깊은 시간 동안 그들에게 일어났습니다. 그들은 돌아가서 우리 행성과 우리 태양계의 다른 행성들에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해할 수있는 타임머신을 제공합니다.
더 알아보기 새로운 광물 분류 시스템은 지구의 복잡한 과거를 포착합니다 추가 정보 : Carol E. Cleland el al., "역사적 자연의 종류 및 광물학 : 필요성의 맥락에서 우발 상황 체계화", PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2015370118 저널 정보 : Proceedings of the National Academy of Sciences 에서 제공하는 과학을위한 카네기 연구소
https://phys.org/news/2020-12-scientists-philosopher-team-categorize-minerals.html
.Two dimensional heterostructures composed of layers with slightly different lattice vectors
격자 벡터가 약간 다른 층으로 구성된 2 차원 이종 구조
작성자 : Thamarasee Jeewandara, Phys.org uMIM의 이미징 메커니즘 및 공간 해상도. (A) 측정 구성. 삽입 : 팁의 총 SEM 이미지. (B) 수정 된 팁을 가정하고 샘플 시트 저항의 함수로 계산 된 uMIM 신호 (보충 자료 참조). 삽입 : 팁-샘플 상호 작용으로 인해 시뮬레이션 된 준 정적 전위. 팁의 절반 만 표시됩니다. arb. u., 임의의 단위. (C) tDBG의 모아레 격자. λ는 모아레 기간을 나타냅니다. 빨간색 원은 ABBC 스택을 표시하고 녹색과 노란색은 ABAB 또는 ABCA를 나타냅니다. (D) ~ 1.3 °의 매직 앵글 트위스트가있는 tDBG의 모아레 격자의 uMIM 이미지. 스택 경계는 이미지에 겹쳐지며 점은 (A)의 색상 코드에 따라 스택을 나타냅니다. (E) (D)의 흰색 점선 화살표를 따라있는 uMIM 신호 프로파일, 평균 폭 20 픽셀 이상. 다른 스태킹 위치는 색상 점으로 표시됩니다. (F) 모아레 결함이 분리 된 tDBG의 uMIM-Im 이미지. (G) (F)의 흰색 화살표를 따라 표시된 신호 프로필. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abd1919 DECEMBER 22, 2020 FEATURE
ㅡ모아레 격자 로 알려진 새로운 주기적 구조 는 격자 벡터가 약간 다른 층을 포함하는 2 차원 (2-D) 이종 구조에서 관찰 될 수 있으며, 이는 다시 새로운 위상 현상을 지원할 수 있습니다. 따라서 떠오르는 물리학을 이해하려면 이러한 모아레 격자 및 상부 구조의 고해상도 이미징을 얻는 것이 중요합니다.
현재 Science Advances에 발표 된 새로운 보고서 에서 이경훈과 과학자 팀은 스캐닝 마이크로파 임피던스 현미경을 사용하여 주변 조건에서 그래 핀 기반 샘플의 모아레 격자와 상부 구조를 보는 이미징 프로세스를보고합니다.초 고해상도 구현. 장치의 프로브 팁은 총 반경을 100nm로 유지했지만 연구팀은 5nm보다 나은 공간 해상도를 달성했습니다. 이 설정을 통해 모아레 격자와 합성 수퍼 모아레를 직접 시각화 할 수 있습니다.
연구원들은 또한 다양한 층 사이의 상호 작용에서 발생하는 새로운 상부 구조의 인공 합성을 보여주었습니다. 모아레 격자가있는 위상 물리학과 새로운 양자 현상 격자 벡터가 약간 다른 원자 적으로 얇은 층으로 구성된 2 차원 이종 구조는 큰 격자 불일치 또는 구조의 작은 각도 비틀림으로 인해 주기성이 큰 모아레 격자를 형성 할 수 있습니다. 이러한 아키텍처는 적층 된 2D 재료에서 새로운 길이 및 에너지 스케일을 생성하여 van der Waals 이종 구조에서 새로운 상관 현상 및 토폴로지 물리학 을 엔지니어링 할 수있는 흥미로운 새 플랫폼을 제공합니다 .
모아레 격자의 상부 구조는 새로운 양자 현상을 설계 할 수있는 추가적인 유연성을 제공하기 위해 유사한 격자 구조가 함께 쌓일 때 형성 될 수 있습니다. 2D 이종 구조의 풍부한 모아레 물리학을 이해하고 제어하려면 장치 구성에서 모아레 격자 및 상부 구조를 특성화하는 것이 중요합니다. 전통적으로 이것은 투과 전자 현미경 (TEM), 원자력 현미경 (AFM) 및 주사 터널링 현미경 으로 수행 할 수 있습니다.(STM) 기술. 그러나 대부분의 방법에는 기능 장치를 관찰하는 데 적합하지 않은 특수 샘플 준비 프로토콜이 필요합니다. 스캐닝 마이크로파 임피던스 현미경 (sMIM)은 기존 방법에 비해 대안적이고 매력적인 모아레 이미징 도구로, 공간 해상도의 이점과 장치의 국소 전기적 특성의 높은 감도를 결합합니다. Lee et al. 따라서 sMIM의 초 고해상도 구현을 시연했으며, 주변 조건 하에서 다양한 그래 핀 기반 장치의 모아레 격자 및 상부 구조의 나노 스케일 이미징을 수행하기 위해 uMIM이라고도 명명했습니다.
다양한 그래 핀 기반 모아레 격자를 이미징 할 때 uMIM의 다양성. 하단 행은 상단 행의 각 해당 프레임에서 상세한 uMIM-Im 스캔을 보여줍니다. (A) 일치하는 에피 택셜 단층 그래 핀 / hBN. (A)의 FFT는 삽입으로 표시됩니다. 아래쪽 행에서 베이지 색 육각형은 graphene / hBN 샘플의 적절한 전이로 인해 발생하는 얇은 도메인 벽에 겹쳐집니다. (B) 완화 된 ABA 및 ABC 도메인이있는 거의 0 ° tTG. (C) 완화 된 ABAB 및 ABCA 도메인이있는 거의 0 ° tDBG. 상단 행은 uMIM-Im 신호의 넓은 영역 스캔을 보여줍니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abd1919
ㅡ초 고해상도 스캐닝 마이크로파 임피던스 현미경 이미징 프로브를 사용하여 팀은 모아레 격자의 수퍼 변조와 밀접하게 정렬 된 꼬인 그래 핀과 육각형 질화 붕소 (hBN) 층 사이의 상호 작용에서 발생 하는 새로운 Kagome 유사 모아레 구조를 포함한 여러 모아레 상부 구조를 공개했습니다 . 이러한 모아레 상부 구조는 van der Waals heterostructures에서 양자 현상을 엔지니어링하는 새로운 방법을 제공 할 수 있습니다.
실험 중에 팀은 현미경을 사용하여 국소 복합 팁 샘플 어드미턴스를 조사했습니다.. 관찰 된 팁 샘플 어드미턴스는 로컬 샘플 전도도에 따라 달라졌 고 팀은 실제 및 가상 uMIM 신호 (각각 uMIM-Re 및 uMIM-Im)를 계산했습니다. 가상 신호는 샘플의 시트 전도도에 따라 단조롭게 증가하므로 국부 전도도를 빠르게 평가하는 데 유용했습니다. 새로운 분석 이미징 방법은 개구가없는 근거리 광학 현미경 방법 의 마이크로파 버전을 제공했습니다 . 근거리 현미경과는 달리 연구원들은 팁과 샘플 사이의 전자기 결합이 팁의 정점에 고도로 국한된 접촉 모드에서 실험을 수행했습니다.
tDBG 및 hBN 모아레의 상부 구조. (A ~ C) 수퍼 모아레 격자 : 모아레 모아레. (A) uMIM-Im 이미지. (B) (A)의 FFT 이미지. 점선 육각형은 하단 BG / hBN 모아레 (파란색), BG / BG 모아레 (빨간색) 및 떠오르는 슈퍼 모아레 (보라색)의 1 차 기간을 표시했습니다. (C) 1 차 모아레 반점을 기반으로 한 (A)의 흰색 점선 사각형 내부 영역의 푸리에 필터링 된 이미지. (D에서 G) BG / hBN 모아레와 거의 0 ° tDBG의 삼각형 ABAB-ABCA 도메인의 복합. (D) uMIM-Im 이미지. BG / hBN 모아레는 도메인 경계 근처에서 강화 된 것처럼 보입니다. (E) (D)의 FFT 이미지. 인세 트는 BG / hBN 모아레 (파란색 테두리) 및 삼각형 네트워크 (빨간색 테두리)에 해당하는 기능을 보여줍니다. (F) BG / hBN 모아레에 해당하는 피처의 푸리에 필터링 된 이미지. (G) 삼각형 도메인의 상세 이미지. 크레딧 : Science Advances,
그래 핀 기반 시스템을 사용한 개념
ㅡ증명 팀은 tDBG ( twisted double bilayer graphene) 에서 모아레 초 격자를 관찰하여 이미징 기술의 능력을 보여주었습니다 . 그들은 지역 전도도를 기반으로 2D 헤테로 구조에서 모아레 격자의 미세 구조를 식별하는 기술의 유용성을 보여주기 위해 별개의 신호를 사용하여 tDBG 모아레 격자에서 세 가지 다른 도메인을 해결했습니다. 방법 의 공간 해상도 능력 을 입증하기 위해 Lee et al. 모아레 격자를 따라 모아레 결함을 이미지화하고 5nm 이하 해상도로 결함을 해결했습니다. 이 방법은 다른 광학 근거리 현미경보다 성능이 뛰어납니다. 과학자들은 다양한 그래 핀 기반 시스템에서 모아레 구조를 해결하는 방법의 보편적 인 적용 가능성을 보여주었습니다.
예를 들어,이 기술은 표준 플라즈마 강화 화학 기상 증착을 사용하여 합성 된 에피 택셜 성장 단층 그래 핀 / hBN ( 육각형 질화 붕소 ) 샘플 에서 모아레 관찰을 용이하게합니다.. 이 방법은 또한 twisted trilayer graphene (tTG) 및 twisted double bilayer graphene (tDBG)에서 삼각형 도메인을 분석했습니다. 기존의 모아레 격자와는 별도로 초 고감도 현미경 방법을 사용하면 육각형 질화 붕소 (BG / BG / hBN)에 꼬인 이중 이중층 그래 핀과 같은 다른 격자 벡터가있는 세 개의 기본 격자에서 모아레 상부 구조를 이미징 할 수 있습니다. 이러한 heterostructures는 이전에 기존 기술로 이미지화되었지만 주변 조건에서 관찰 되어야 합니다 . 지형 이미지는 모아레 구조의 수정을 보여 주었으며, 이는 결국 재료의 전자 구조의 이론적 계산에 포함되어야 할 수정 된 전자 스펙트럼으로 이어질 수 있습니다. 다른 모아레 상부 구조 조사 Lee et al. 그런 다음이 방법을 사용하여 바람직한 물리적 특성을 가진 다른 모아레 상부 구조를 조사했습니다. 예를 들어 Kagome 격자 는 평평한 밴드와 이국적인 양자 및 자기 위상의 존재로 인해 Hubbard 물리학을 연구하는 플랫폼으로 주목을 끌었습니다 . 그러나 Kagome 격자 결정은 본질적으로 상대적으로 드물지만 초저온 원자 연구 에서 광학 초 격자를 통해 시뮬레이션 할 수 있습니다.. 따라서 팀은 BG / BG / hBN (육각형 질화 붕소에 꼬인 이중 이중층 그래 핀) 시스템에서 고체 Kagome과 같은 모아레 초 격자를 개발하고 이미징 기술을 통해 특수 모아레 합성물을 시각화했습니다. 과학자들은 결과 구조를 자세히 조사하고 이상적인 Kagome 격자 의 예상 구조와 비교했습니다.
tDBG / hBN의 Kagome 유사 모아레 상부 구조. (A) 비틀림 각도의 함수로 계산 된 BG / BG 및 BG / hBN 스택의 모아레주기. 조건 λBG / BG / λBG / hBN = 2는 θ ≈ 0.6 °에서 달성됩니다. (B) Kagome와 같은 모아레를 실현하기위한 샘플 계획. BG / hBN 및 BG / BG 플레이크는 0.6 ° 꼬여 있지만 hBN과 상단 BG는 정렬됩니다. (C) uMIM-Im 이미지. (D) (C)에서 이미지의 FFT. 점선 육각형은 BG / hBN 모아레 (빨간색) 및 BG / BG 모아레 (파란색)의 1 차 지점을 표시합니다. (E) Kagome과 같은 모아레의 상세한 uMIM-Im 스캔. (F) (E)의 녹색 사각형 내부 영역에서 저역 통과 필터링 된 이미지. Kagome과 같은 모아레의 단위 셀은 흰색 다이아몬드로 표시되어 있습니다. (G) 관찰 된 모아레와 유사한 삼량 체화 된 Kagome 격자의 그림. (H) Kagome-like moiré lattice의 계산 된 밴드 구조. 높은 대칭점은 BG / BG / hBN 상부 구조의 Brillouin 영역의 대칭점을 나타냅니다. 파란색 화살표는 Fermi 수준 근처의 평평한 밴드를 표시합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.abd1919
시야
이러한 방식으로 이경훈과 동료들은 모아레 결함을 포함한 모아레 초 격자와 상부 구조를 특성화하기위한 단순하고 높은 처리량의 비 침습적 방법으로서 초 고해상도 주사 마이크로파 임피던스 현미경 (sMIM)의 사용을 광범위하게 시연했습니다. 팀은 또한 그래 핀 기반 반 데르 발스 이종 구조의 다층 스택에서 Kagome 초 격자를 맞춤화했습니다. 우수한 이미징 기술은 고급 모아레 상부 구조에서 양자 현상과의 상관 관계를 조사하기 위해 이종 구조 설계 경로에 대한 더 나은 이해를 제공합니다.
더 알아보기 연구원들은 그래 핀 이종 구조에서 모아레 패턴의 기하학적 한계를 깨뜨립니다.
추가 정보 : 1. Lee K et al. 모아레 격자 및 상부 구조의 초 고해상도 스캐닝 마이크로파 임피던스 현미경, Science Advances , 10.1126 / sciadv.abd1919 2. Chen G. et al. 모아레 초 격자, Nature , doi.org/10.1038/s41586-020-2049-7 에서 조정 가능한 상관 관계 Chern 절연체 및 강자성 3. Utama MIB et al. 매직 앵글 트위스트 근처의 트위스트 이중층 그래 핀에서 편평한 전자 밴드의 시각화., Nature Physics , doi.org/10.1038/s41567-020-0974-x 저널 정보 : Nature Physics , Science Advances , Nature
https://phys.org/news/2020-12-dimensional-heterostructures-layers-slightly-lattice.html
ㅡ모아레 격자 로 알려진 새로운 주기적 구조 는 격자 벡터가 약간 다른 층을 포함하는 2 차원 (2-D) 이종 구조에서 관찰 될 수 있으며, 이는 다시 새로운 위상 현상을 지원할 수 있습니다. 따라서 떠오르는 물리학을 이해하려면 이러한 모아레 격자 및 상부 구조의 고해상도 이미징을 얻는 것이 중요합니다.
현재 Science Advances에 발표 된 새로운 보고서 에서 이경훈과 과학자 팀은 스캐닝 마이크로파 임피던스 현미경을 사용하여 주변 조건에서 그래 핀 기반 샘플의 모아레 격자와 상부 구조를 보는 이미징 프로세스를보고합니다.초 고해상도 구현. 장치의 프로브 팁은 총 반경을 100nm로 유지했지만 연구팀은 5nm보다 나은 공간 해상도를 달성했습니다. 이 설정을 통해 모아레 격자와 합성 수퍼 모아레를 직접 시각화 할 수 있습니다.
연구원들은 또한 다양한 층 사이의 상호 작용에서 발생하는 새로운 상부 구조의 인공 합성을 보여주었습니다. 모아레 격자가있는 위상 물리학과 새로운 양자 현상 격자 벡터가 약간 다른 원자 적으로 얇은 층으로 구성된 2 차원 이종 구조는 큰 격자 불일치 또는 구조의 작은 각도 비틀림으로 인해 주기성이 큰 모아레 격자를 형성 할 수 있습니다. 이러한 아키텍처는 적층 된 2D 재료에서 새로운 길이 및 에너지 스케일을 생성하여 van der Waals 이종 구조에서 새로운 상관 현상 및 토폴로지 물리학 을 엔지니어링 할 수있는 흥미로운 새 플랫폼을 제공합니다 .
==메모201223 나의oms 스토리텔링
모아레 격자 로 알려진 새로운 주기적 구조 는 격자 벡터가 약간 다른 층을 포함하는 2 차원 (2-D) 이종 구조에서 관찰 될 수 있으며, 이는 다시 새로운 위상 현상을 지원할 수 있다고 한다.
나는 어제 서울 종묘공원을 전철로 다녀오며 메모를 하나 적었다. 3D 풍선 구체에 작은 구멍(점)을 사이로 기체로 부풀어진 풍선의 안팎의 외피와 내피의 이중 표면을 생각했었다. 그곳에 격자oms가 존재한다면 어떤 의미를 지녔을까? 투명한 안팎의 2D 모아레 격자이라면 또 어떤 현상을 해석할 수 있을까?
우주의 빅뱅사건은 투명풍선을 만든 시공간의 경계가 모아레 격자 oms(original magicsum)을 이룬 주기적 패턴을 가진 4D 상태일 수도 있다. 이것은 우리가 아인쉬타인 중력 우주론과 전혀 다른 모습의 우주관을 제시하는 것이리라. 허허.
201222 메모
하나의 점에서 빅뱅사건이 일어났다는 현대 천문학의 개념을 oms 이론에서 설명하면 홀수 oms에 의해 구체 3d의 외피에서 2d oms을 급속히 확장 4d 하였으리라는 추론이 나타나며 내피에 oms 격자가 촘촘히 내부의 빈공간 3d으로 향하여 과일의 내용물처럼 시간 4d에 의해 채운 것으로 추론된다.
고로, 우주 확장론은 홀수 oms이고 우주 물질세계는 짝수 oms로 정의된다.
무당 춤(굿) 굳..아이디어.
5이상의 소수와 소수의 곱으로 형성된 합성수가 1차 함수 패턴을 가진 우주 확장 패턴이 존재할 수 있음이다. 허허.
5, 11, 17,23, 29,25(5x7), 41... p(start -1)=6n 모아레 격자패턴 prime
7, 13,19,25(5x5),31, 37...p(start 1)=6n 모아레 격자패턴 prime
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이러한 2가지씩 경우수의 곱을 3단계나 4단계로 보면 2의 3승의 경우는 빅뱅사건이 8가지의 형태로 나타난다. 또한 4단계 이상이면 더 다양한 우주 빅뱅사건이 존재할 수 있다.
A new periodic structure known as a Moare lattice can be observed in a two-dimensional (2-D) heterostructure where the lattice vector contains slightly different layers, which in turn can support new phase phenomena. Therefore, it is important to obtain high-resolution imaging of these moiré gratings and superstructures to understand the emerging physics.
In a new report currently published in Science Advances, Kyung-Hoon Lee and his team of scientists report an imaging process using a scanning microwave impedance microscope to view the moiré gratings and superstructures of graphene-based samples under ambient conditions for an ultra-high resolution implementation. The device's probe tip kept the total radius at 100 nm, but the research team achieved a spatial resolution better than 5 nm. This setup allows direct visualization of moiré grids and synthetic super moire.
Researchers have also shown artificial synthesis of new superstructures that arise from the interactions between the various layers. Two-dimensional heterogeneous structures composed of atomically thin layers with slightly different topological physics and new quantum phenomenon lattice vectors with moiré lattice can form moiré lattice with large periodicity due to large lattice mismatch or small angular distortion of the structure. These architectures create new length and energy scales in stacked 2D materials, providing an exciting new platform for engineering new correlation phenomena and topology physics in van der Waals heterostructures.
==Memo 201223 My oms storytelling
A new periodic structure known as a moiré lattice can be observed in a two-dimensional (2-D) heterostructure containing layers with slightly different lattice vectors, which in turn can support a new phase phenomenon.
Yesterday, I wrote a memo while traveling to Jongmyo Park in Seoul by train. I used to think of the double surface of the inner and outer skin of the balloon, which was inflated with gas through a small hole (dot) in the 3D balloon sphere. What would it mean if lattice oms existed there? What other phenomena can be interpreted with a transparent 2D moiré grid inside and outside?
The cosmic big bang event may be in a 4D state with a periodic pattern in which the boundary between space and time created a transparent balloon forms a moire grid oms (original magic sum). This is to suggest a universe view that is completely different from Einstein's gravitational cosmology. haha.
201222 memo
If the concept of modern astronomy that the Big Bang event occurred at one point is explained in the oms theory, the inference appears that the 2d oms rapidly expanded 4d from the outer shell of the sphere 3d by the odd oms. It is inferred that it is filled by time 4d like the contents of the fruit.
Therefore, the theory of cosmic expansion is defined as odd oms and the universe material world is defined as even oms.
Shaman dance (good) Good idea.
It is that there may be a cosmic expansion pattern with a linear function pattern of a composite number formed by the product of a prime number of 5 or more and a prime number. haha.
5, 11, 17,23, 29,25(5x7), 41...p(start -1)=6n Moare lattice pattern prime
7, 13,19,25(5x5),31, 37...p(start 1)=6n Moare lattice pattern prime
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If you look at the product of these two cases in three or four stages, in the case of 2 to the third power, the big bang event appears in 8 types. In addition, if there is more than 4 stages, there may be more various cosmic big bang events.
.음, 꼬리가 보인다
.Plants can be larks or night owls just like us
식물은 우리처럼 종달새 나 올빼미가 될 수 있습니다
에 의해 Earlham 연구소 Dr. Hannah Rees, 영국 Earlham Institute의 박사후 연구원. 크레딧 : Earlham Institute DECEMBER 19, 2020
식물의 일주기 리듬을 지배하는 유전자를 탐구하는 새로운 연구에 따르면 식물은 인간에서 발견되는 것과 동일한 신체 시계의 변형을 가지고 있습니다. 이 연구는 DNA 코드의 단일 문자 변경이 잠재적으로 식물이 종달새인지 올빼미인지 결정할 수 있음을 보여줍니다.
이 발견은 농부와 작물 육종가가 자신의 위치에 가장 적합한 시계가있는 식물 을 선택하는 데 도움이 될 수 있으며, 수확량 을 높이고 기후 변화 를 견딜 수있는 능력까지도 높일 수 있습니다 . circadian 시계는 낮과 밤을 통해 유기체를 안내하는 분자 메트로놈입니다. 아침이 오면 cockadoodledooing하고 밤에는 커튼을 닫습니다. 식물에서는 새벽 광합성을 프라이밍하는 것부터 개화시기를 조절하는 것까지 다양한 과정을 조절합니다. 이러한 리드미컬 한 패턴은 지리, 위도, 기후 및 계절에 따라 달라질 수 있습니다. 식물 시계는 지역 조건에 가장 잘 대처할 수 있어야합니다.
Earlham Institute와 Norwich에있는 John Innes Center의 연구원들은 기후 변화에 대한 긴급한 위협 인 환경의 지역적 변화에 더 탄력적 인 작물을 재배하는 궁극적 인 목표를 가지고 자연적으로 얼마나 많은 일주기 변화가 존재하는지 더 잘 이해하기를 원했습니다. 이러한 지역적 차이의 유전 적 기초를 조사하기 위해 연구팀 은 스웨덴 애기 장대 식물의 다양한 일주기 리듬 을 조사 하여 시계의 변화하는 진드기와 관련된 유전자를 확인하고 검증했습니다.
Earlham Institute의 박사후 연구원이자이 논문의 저자 인 Hannah Rees 박사는 다음과 같이 말했습니다. "식물의 전체적인 건강 상태는 일주기 시계가 하루의 길이와 계절의 경과에 얼마나 가깝게 동기화되는지에 따라 크게 영향을받습니다. 신체 시계는 경쟁자, 포식자 및 병원균보다 우위를 점할 수 있습니다. "우리는 일광 시간과 기후에 극심한 변화를 경험하는 스웨덴에서 식물 생체 시계가 어떻게 영향을 받는지보고 싶었습니다. 신체 시계의 변화와 적응 뒤에있는 유전학을 이해하면 다른 지역에서 기후에 강한 작물을 더 많이 번식시킬 수 있습니다. " 연구팀은 스웨덴 전체에서 얻은 191 종의 애기 장대에서 유전자를 연구했다. 그들은 일주기 기능의 차이를 설명 할 수있는이 식물들 사이의 작은 유전자 차이를 찾고있었습니다.
그들의 분석에 따르면 특정 유전자 (COR28)의 단일 DNA 염기쌍 변화는 늦게 꽃이 피고 기간이 더 긴 식물에서 발견 될 가능성이 더 높습니다. COR28은 개화 시간, 동결 내성 및 일주기 시계 의 알려진 조정자입니다 . 모두 스웨덴의 현지 적응에 영향을 미칠 수 있습니다. Rees 박사는 "단일 유전자의 서열 내에서 단 하나의 염기쌍 변화가 시계가 똑딱 거리는 속도에 영향을 미칠 수 있다는 것은 놀랍습니다."라고 설명했습니다. 과학자들은 또한 선구적인 지연 형광 이미징 방법을 사용하여 일주기 시계가 다르게 조정 된 식물을 선별했습니다. 그들은 가장 이른 라이저와 최신 단계적 공장의 시계 사이에 10 시간 이상의 차이가 있음을 보여주었습니다. 이는 반대로 교대 패턴으로 작동하는 공장과 비슷합니다. 식물의 지리와 유전 적 조상 모두 영향을 미치는 것으로 보입니다. "Arabidopsis thaliana는 모델 식물 시스템"이라고 Rees 박사는 말했습니다. "지놈 염기 서열을 분석 한 최초의 식물이며 일주기 생물학에서 광범위하게 연구되었지만, 다른 시계 유형을 담당하는 유전자를 찾기 위해 이러한 유형의 연관 연구를 수행 한 사람은 이번이 처음입니다. "우리의 연구 결과 는 작물 육종가의 표적을 제시 하고 미래 연구를위한 플랫폼을 제공 할 수있는 몇 가지 흥미로운 유전자 를 강조합니다 . 당사의 지연 형광 이미징 시스템은 모든 녹색 광합성 물질에 사용할 수 있으므로 다양한 식물에 적용 할 수 있습니다. 다음 단계 이러한 발견을 브 라 시카와 밀을 포함한 주요 농작물에 적용 할 것입니다. " 연구 결과는 Plant, Cell and Environment 저널에 게재되었습니다 .
더 알아보기 생물학적 시계와 추가 유전자 쌍은 중요한 식물 기능을 제어합니다. 추가 정보 : Hannah Rees et al, 스웨덴 애기 장대 접근에서 시계 유전자 좌위와 관련된 자연 발생 일주기 리듬 변이, 식물, 세포 및 환경 (2020). DOI : 10.1111 / pce.13941 Earlham Institute 제공
https://phys.org/news/2020-12-larks-night-owls.html
.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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