.New Understanding of Ionic Interactions With Graphene and Water Could Improve Water Purification Processes and Electric Energy Storage
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.New Understanding of Ionic Interactions With Graphene and Water Could Improve Water Purification Processes and Electric Energy Storage
그래 핀 및 물과의 이온 상호 작용에 대한 새로운 이해는 정수 공정 및 전기 에너지 저장을 개선 할 수 있습니다
주제 :에너지그래 핀재료 과학나노 기술노스 웨스턴 대학교 By NORTHWESTERN UNIVERSITY 2020 년 12 월 27 일 그래 핀 구조 그림 TECHNOLOGY DECEMBER 27, 2020
Northwestern 엔지니어와 Argonne National Laboratory 연구원이 이끄는 연구 팀은 그래 핀 과 물 에서 이온 상호 작용의 역할에 대한 새로운 발견을 발견했습니다 .
이 통찰력은 배터리를위한 새로운 에너지 효율적인 전극의 설계에 정보를 제공하거나 뉴 로모 픽 컴퓨팅 애플리케이션을위한 백본 이온 재료를 제공 할 수 있습니다.
기계적 강도에서 전자 전도성, 습윤 투명성에 이르기까지 뛰어난 특성을 보유한 것으로 알려진 그래 핀은 물 담수화, 전기 화학 에너지 저장 및 에너지 수확과 같은 많은 환경 및 에너지 응용 분야에서 중요한 역할을합니다. 물 매개 정전기 상호 작용은 이러한 기술의 화학적 프로세스를 주도하여보다 효율적이고 효과적인 반복을 설계하기 위해 그래 핀, 이온 및 하전 분자 간의 상호 작용을 정량화하는 능력을 매우 중요하게 만듭니다.
“물질에서 이온과 상호 작용할 때마다 매질은 매우 중요합니다. 물은 이온, 분자 및 계면 사이의 상호 작용을 매개하는 데 중요한 역할을하며, 이는 다양한 자연 및 기술 프로세스로 이어집니다.”라고 연구를 주도한 재료 과학 및 공학의 Taylor 교수 인 Monica Olvera de La Cruz가 말했습니다. “그러나 물 매개 상호 작용이 나노 규모에서 나노 고정에 의해 어떻게 영향을 받는지 우리가 이해하지 못하는 것이 많습니다.”
그래 핀-물 인터페이스 그래 핀-물 계면에서 이온 간의 상호 작용을 보여주는 그림. 크레딧 : Northwestern University
연구팀은 Northwestern Engineering의 컴퓨터 모델 시뮬레이션과 Argonne의 x-ray 반사율 실험을 사용하여 두 그래 핀 표면 사이에 갇힌 물에서 서로 다른 위치에있는 두 개의 반대로 하전 된 이온 간의 상호 작용을 조사했습니다. 그들은 이온의 위치가 바뀌었을 때 상호 작용의 강도가 동등하지 않다는 것을 발견했습니다.
연구자들이 비가 역적 상호 작용이라고 부르는이 대칭의 붕괴는 이전에 정전기 이론에 의해 예측되지 않은 현상입니다. 연구진은 또한 반대로 하전 된 이온 사이의 상호 작용이 하나의 이온이 그래 핀 층에 삽입되고 다른 이온이 계면에서 흡수 될 때 반발 적이라는 것을 발견했습니다. “우리의 연구에서 계면 근처의 물 구조만으로는 이온 사이의 효과적인 정전기 상호 작용을 결정할 수 없다는 결론을 내릴 수 있습니다.”라고 Northwestern Engineering의 연질 재료 계산 및 이론 센터의 선임 연구원이자 수석 저자 인 Felipe Jimenez-Angeles는 말했습니다.
연구. “우리가 관찰 한 비상 호성은 계면에서의 이온-이온 상호 작용이 Coulomb의 법칙의 등방성 및 병진 대칭을 따르지 않으며 분 극성 및 비분 극성 모델 모두에 존재할 수 있음을 의미합니다. 이 비대칭 물 분극은 이온 선택성 및 이온 특이성과 같은 이온 분화 메커니즘에 대한 우리의 이해에 영향을 미칩니다.” Argonne의 Advanced Photon Source를 사용하여 연구의 x-ray 측정을 이끌었던 Argonne의 화학 과학 및 엔지니어링 부서의 수석 과학자이자 그룹 리더 인 Paul Fenter는“이 결과는 이온이 인터페이스와 상호 작용하는 방식의 복잡성에 대한 또 다른 계층을 보여줍니다.
"중요하게, 이러한 통찰력은 동일한 시스템에 대한 실험적 관찰에 대해 검증 된 시뮬레이션에서 파생됩니다." 이러한 결과는 정수 공정, 전기 에너지 저장을위한 배터리 및 커패시터와 같은 환경 기술에 사용되는 선택적 이온 흡착을위한 막의 미래 설계 및 단백질 및 DNA 와 같은 생체 분자의 특성에 영향을 미칠 수 있습니다 .
ㅡ이온 상호 작용을 이해하는 것은 또한 컴퓨터가 인간의 두뇌처럼 작동하여 현재 컴퓨터보다 훨씬 더 효율적으로 복잡한 작업을 수행하는 뉴 로모 픽 컴퓨팅의 발전에 영향을 미칠 수 있습니다. 리튬 이온은 예를 들어 뉴 로모 픽 장치의 그래 핀 층에 삽입되거나 제거되어 가소성을 얻을 수 있습니다.
Olvera de la Cruz는“그래 핀은 전해질에서 이온 전달을 통해 신호를 전송하는 장치에 이상적인 재료입니다. “우리의 연구는 그래 핀에 삽입 된 이온과 전해질에 물리적으로 흡착 된 이온 사이의 상호 작용이 반발 적이며 이러한 장치의 역학에 영향을 미친다는 것을 보여주었습니다.”
이 연구는 연구자들에게 물과 그래 핀의 관계를 넘어서는 계면 근처의 수성 매질의 정전기 상호 작용에 대한 근본적인 이해를 제공하며, 이는 물리 및 과학의 다른 과정을 연구하는 데 중요합니다. “그래 핀은 규칙적인 표면이지만 이러한 발견은 단백질과 같은 더 복잡한 분자의 정전기 상호 작용을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.”라고 Jimenez-Angeles가 말했습니다.
“우리는 단백질 내부에 무엇이 있고 단백질 외부의 정전기 전하가 중요하다는 것을 알고 있습니다. 이 작업은 우리에게 이러한 중요한 상호 작용을 탐구하고 볼 수있는 새로운 기회를 제공합니다.”
참조 : Felipe Jiménez-Ángeles, Katherine J. Harmon, Trung Dac Nguyen, Paul Fenter 및 Monica Olvera de la Cruz, 2020 년 11 월 17 일, Physical Review Research 에서 "감금 된 물에 의해 유도 된 비가 역적 상호 작용" . DOI : 10.1103 / PhysRevResearch.2.043244
ㅡ이온 상호 작용을 이해하는 것은 또한 컴퓨터가 인간의 두뇌처럼 작동하여 현재 컴퓨터보다 훨씬 더 효율적으로 복잡한 작업을 수행하는 뉴 로모 픽 컴퓨팅의 발전에 영향을 미칠 수 있습니다. 리튬 이온은 예를 들어 뉴 로모 픽 장치의 그래 핀 층에 삽입되거나 제거되어 가소성을 얻을 수 있습니다.
==메모 201228 나의 oms스토리텔링
그래 핀-물 계면에서 이온 간의 상호 작용을 실험하였다. 물질간의 이온간 상호작용은 마치oms 스핀의 012절대값에 +-가 붙어서 구조체(ss)을 이루는 장면을 연상시킨다. 이온의 안정성이 체계적인 시스템을 가져야 한다면 보기1.과 같은 이론적 모델이 유일한 과학적 대안이 될 수 있다.
보기1.
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ㅡUnderstanding ionic interactions can also influence the advancement of neuromorphic computing, where computers behave like human brains, performing complex tasks much more efficiently than current computers. Lithium ions can be inserted or removed, for example, into the graphene layer of neuromorphic devices to achieve plasticity.
==Memo 201228 My oms storytelling
The interaction between ions at the graphene-water interface was tested. The interaction between ions between substances reminds us of a scene where +- is attached to the 012 absolute value of oms spin to form a structure (ss). If the stability of ions should have a systematic system, the theoretical model as shown in Example 1 can be the only scientific alternative.
Example 1.
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.Astronomers May Have Spotted a Nanoflare on the Sun – First Predicted 48 Years Ago to Solve a Major Mystery
천문학 자들은 태양에서 나노 플레어를 발견했을지도 모른다 – 주요 미스터리를 풀기
위해 48 년 전 처음으로 예측 됨 주제 :천문학천체 물리학NASANASA 고다드 우주 비행 센터인기 있는별태양 By MILES HATFIELD, NASA의 GODDARD 우주 비행 센터 2020 년 12 월 25 일 나노 플레어
ㅡ연구자들은 태양 코로나를 믿을 수없는 온도로 가열한다고 오랫동안 생각했던“나노 플라 레”를 발견했을 것입니다. Nature Astronomy에 발표 된 새로운 연구는 연구자들이 밝은 기원에서 맹렬한 죽음에 이르기까지 추정되는 나노 플레어의 전체 수명주기를 포착 한 최초의 기록입니다. 주요 퍼즐을위한 미니 플레어 나노 플레어는 일반 태양 플레어 크기의 10 억 분의 1에 해당하는 태양의 작은 분출입니다.
Parker Solar Probe의 명성을 얻은 Eugene Parker 는 1972 년에 코로나 열 문제라는 주요 문제를 해결하기 위해 처음으로이를 예측했습니다. 그것이 태양의 외부 대기 또는 코로나가 어떻게 그렇게 엄청나게 뜨거워 지는지에 대한 수수께끼입니다.
태양 핵에서 훨씬 멀리 떨어져 있음에도 불구하고 그 아래의 층보다 수백만도 더 뜨겁습니다. 거의 50 년이 지난 후에도 코로나 열 문제는 아직 해결되지 않았습니다. 부분적으로는 아무도 실제로 나노 플레어를 본 적이 없기 때문에 소수의 다른 이론을 확인하기가 어려웠습니다.
태양에 대한 마음을 녹이는 사실 코로나 가열 문제는 태양에 관한 몇 가지 마음을 녹이는 사실 중 하나입니다. 출처 : NASA / Miles Hatfield / Mary Pat Hrybyk-Keith
/ 이 연구의 주 저자이자 콜로라도 대학의 대기 및 우주 물리학 연구소의 연구 교수 인 Shah Bahauddin은“그것들은 관찰하기가 매우 어렵습니다. 작고 간결한 우리 최고의 망원경은 최근에야 문제를 해결할 수있을만큼 강력 해졌습니다. 그리고 작은 플래시를 보는 것만으로는 충분하지 않습니다. 진정한 나노 플레어 조준으로 간주되는 데 많은 시간이 걸립니다. Bahauddin은“우리는 이론을 통해 우리가 무엇을 찾아야하는지 알고 있습니다. 나노 플레어가 남길 지문이 무엇인지 알고 있습니다. 다른 이름의 나노 플레어 코로나 가열 나노 플레어를 목격했다고 말하려면 적어도 두 개의 주요 상자를 확인해야합니다. 첫째, 일반 플레어와 마찬가지로 나노 플레어는 자기 재 연결에 의해 불이 켜집니다. 당신이보고있는 분출이 다른 과정에 의해 가열된다면, 그것은 나노 플레어가 아닙니다.
자기장 라인이 폭발적으로 재정렬되면 자기 재 연결이 트리거됩니다. 점차적으로 가열하는 다른 메커니즘과 달리 상대적으로 차가운 플라즈마 를 사용하여 순식간에 매우 뜨겁게 만들 수 있습니다 . Bahauddin은 " 얼음 2 개를 모으고 갑자기 온도가 화씨 1000도 까지 올라가는 것과 같습니다 ."라고 말했습니다. 자기 재 연결을 통해 난방을 감지하는 한 가지 방법은 훨씬 더 차가운 환경에서 강렬한 열을 관찰하는 것입니다. 둘째, 나노 플레어가 폭발하는 곳에서 수천 마일 위에있는 코로나를 가열해야합니다. 그것은 사소한 일이 아닙니다. 다른 많은 태양 폭발은 주변 환경만을 가열합니다.
Bahauddin은“나노 플레어의 에너지가 코로나에서 소실 될 수 있는지 조사해야합니다. "에너지가 다른 곳으로 가면 관상 발열 문제가 해결되지 않습니다." 반 직관적 인 발견이 핵심 퍼즐 조각이됩니다 Bahauddin이 박사 과정 학생으로이 연구를 시작했을 때 그는 나노 플레어에 대해 전혀 생각하지 않았습니다. 프로젝트를 찾고자 그는 매우 뜨거운 코로나 바로 아래 층에서 깜박이는 것을 발견 한 몇 가지 작은 밝은 루프를 조사하기로 결정했습니다. “루프가 주변의 분위기를 좀 더 뜨겁게 만들었을 거라고 생각했습니다.”라고 그는 말했습니다. "나는 그것이 실제로 뜨거운 플라즈마를 코로나로 밀어 내고 가열 할 수있을 정도로 많은 에너지를 만들 것이라고는 생각하지 못했습니다."
플라즈마 태양의 낮은 거짓말 루프 이 기사에서 연구 한 루프 브라이트닝 중 하나의 클로즈업. 각 삽입 프레임은 왼쪽 프레임에서 선택한 영역으로 확대됩니다. 맨 오른쪽의 프레임은 가장 많이 확대 된 것으로 추정되는 나노 플레어를 보여줍니다. 크레딧 : NASA / SDO / IRIS / Shah Bahauddin
그러나 Bahauddin은 NASA 의 Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS 위성)로 촬영 한 이미지를 확대하면서 두 가지 놀라운 사실을 발견했습니다. 첫째,이 고리는 주변보다 수백만도 더 뜨겁습니다. 그러나 더 이상하게도이 열은 대부분의 다른 물리적 시스템과는 다른 특이한 방식으로 배포되었습니다.
태양은 대부분 수소와 헬륨으로 만들어 지지만 다른 모든 원소도 더 적게 포함합니다. 이 고리에서 핵에 14 개의 양성자를 가진 실리콘과 같은 더 무거운 원소는 산소와 같은 가벼운 원소보다 훨씬 더 뜨겁고 에너지가 많았습니다. Bahauddin은 "매우 가벼운 공을 바닥에서 밀면 무거운 공보다 더 많이 굴러 야합니다"라고 말했습니다. “그러나 우리의 경우 더 무거운 요소는 초당 약 60 마일로 발사되는 반면 가벼운 요소는 거의 0에 가깝습니다. 그것은 완전히 반 직관적이었습니다.” 이 이상한 관찰은 그들에게이 밝은 루프에서 매우 특정한 일이 일어나고 있음을 알려줍니다.
이 연구의 공동 저자이자 NASA의 마샬 우주 비행 센터의 태양 물리학자인 Amy Winebarger는“그건 큰 단서였습니다. “ 실리콘 원자와는 다르게 산소 원자 에 어떤 종류의 가열이 영향을 미칠 수 있는지에 대해 정말로 생각해야했습니다 .” Bahauddin은 다음 해 동안 컴퓨터 시뮬레이션을 실행하여 다양한 가열 메커니즘을 테스트했습니다. 그는 더 가벼운 것보다 더 무거운 요소를 가열하는 것을 포함하여 그들의 관찰과 일치 할 수있는 것을 찾아야했습니다. 결국 하나의 가열 메커니즘 만 효과를 낼 수 있습니다. 열은 태양 플레어의 원동력 인 자기 재 연결 이벤트에서 발생해야했습니다. 그 열쇠는 여파에있었습니다. 자기장 선이 뒤틀리고 다시 정렬되면 새로 분리 된 이온을 가속화하는 짧은 전류가 생성됩니다. Bahauddin은 그것을 당황한 군중에 비유합니다. “방에있는 모든 사람이 동시에 달리려고하는 것과 같습니다. 그들은 서로 충돌하기 시작하고 큰 혼란이 있습니다.”라고 Bahauddin이 말했습니다. 결정적으로, 이온이 전기장에서 더 오래 움직일수록 더 많은 에너지를 얻습니다. 이것은 실리콘과 같은 무거운 이온이 유리한 곳입니다. Bahauddin은“더 많은 추진력을 가지고 있기 때문에 군중을 헤치고 가용 에너지를 모두 훔칠 수 있습니다. 즉, 더 큰 실리콘 이온이 혼돈을 헤쳐나 가면서 전기장의 에너지를 흡수했습니다. 가벼운 산소 이온은 그렇게 할 수 없었습니다. 충돌 할 때마다 궤도에서 정지했습니다. 이 메커니즘은 그 결과를 설명 할 수 있지만 여전히 장기적이었습니다. 시뮬레이션 결과이 프로세스는 매우 특정한 조건에서만 발생했습니다. Bahauddin은“이를 위해서는 특정 온도가 필요했고 적절한 비율의 실리콘과 산소가 필요했습니다. "그래서 우리는 측정 값을 다시 살펴 보았고 숫자가 정확히 일치하는 것을 확인했습니다." 놀랍게도 태양의 조건은 그의 시뮬레이션을 반영했습니다. 코로나 가열 지금까지이 밝은 루프는 작은 플레어처럼 보였지만 실제로 열이 코로나에 도달 했습니까? Bahauddin은 코로나에서만 발견되는 극도로 뜨거운 플라즈마를 볼 수 있도록 조정 된 망원경을 운반하는 NASA의 태양 역학 관측소를 보았습니다. Bahauddin은 브라이트닝이 나타난 직후 바로 위 영역을 찾았습니다.
https://youtu.be/y_q_1g9C46s
Bahauddin은 "20 초만 지연되었습니다."라고 말했습니다. “우리는 밝아지는 것을 보았고 갑자기 코로나가 수백만도의 온도로 과열되는 것을 보았습니다.”Bahauddin이 말했습니다. "SDO는 우리에게 다음과 같은 중요한 정보를 제공했습니다. 예, 이것은 실제로 온도를 높이고 에너지를 코로나로 전달합니다." Bahauddin은 코로나에 유사한 영향을 미치는 밝은 루프의 10 가지 사례를 문서화했습니다. 그래도 그는 나노 플레어라고 부르는 것을 망설 인다. Bahauddin은 "아무도 전에 본 적이 없기 때문에 아무도 실제로 알지 못합니다."라고 말했습니다. "이는 교육받은 추측입니다." 나노 플레어가 코로나를 가열한다는 이론의 관점에서 볼 때, 남은 유일한 일은 코로나의 극심한 열을 설명하기에 충분할 정도로 태양 전체에서 이러한 밝아짐이 자주 발생한다는 것을 보여주는 것입니다. 아직 진행 중입니다. 그러나 태양 대기를 가열하면서이 작은 폭발을 관찰하는 것은 설득력있는 시작입니다. Bahauddin은“차갑고 낮은 구조물이 실제로 코로나에 초고온 플라즈마를 공급할 수있는 방법을 보여주었습니다. "저에게 그것은 가장 아름다운 일이었습니다." 이 연구에 대한 자세한 내용은 태양에 대한 오랜 미스터리 해결 : 저장된 자기 에너지가 태양 대기를 가열하는 방법을 읽어보십시오 .
참조 : 샤 모하마드 바하 우딘 (Shah Mohammad Bahauddin), 스티븐 J. 브래드쇼 (Stephen J. Bradshaw) 및 에이미 R. 와인 바거 (Amy R. Winebarger), 2020 년 12 월 7 일, Nature Astronomy에서 "태양 전환 지역에서 재 연결 매개 일시적인 브라이트닝의 기원" . DOI : 10.1038 / s41550-020-01263-2
ㅡ연구자들은 태양 코로나를 믿을 수없는 온도로 가열한다고 오랫동안 생각했던“나노 플라 레”를 발견했을 것입니다. Nature Astronomy에 발표 된 새로운 연구는 연구자들이 밝은 기원에서 맹렬한 죽음에 이르기까지 추정되는 나노 플레어의 전체 수명주기를 포착 한 최초의 기록입니다. 주요 퍼즐을위한 미니 플레어 나노 플레어는 일반 태양 플레어 크기의 10 억 분의 1에 해당하는 태양의 작은 분출입니다.
==메모 201228 나의 oms스토리텔링
가열되는 요소가 잔불처럼 작은 단위가 더 빠르게 바람따라 급속히 이동하고 멀리가는 것은 매우 자연스럽다. 그래서 생겨난 거대한 핵분열 핵융합을 혼합하여 태양 플레어가 단계적으로 급속히 폭발적으로 발생하는 것이라 추측된다.
Example 1. 핵분열(1)과 핵융합 (1)이 나타난 복합oms일듯..
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보기1.을 확장하여 10^googol아담이브 사이즈급 oms이면 태양이나 초신성 폭발과 같은 초고온 폭발을 연출하여 막대한 고질량 우라늄들을 만들어낼듯하다. 다른 우주에서는 원자번호 1만번째도 가능하리라 본다. 허허.
ㅡResearchers may have discovered the “nano flare,” long thought to heat the solar corona to unbelievable temperatures. A new study published in Nature Astronomy is the first record of researchers capturing the entire life cycle of nanoflares, allegedly from bright origins to violent death. Mini flares for the main puzzle Nano flares are small eruptions of the sun that are equivalent to one billionth the size of a normal solar flare.
==Memo 201228 My oms storytelling
It is very natural that the heating element, like a small fire, moves faster and faster with the wind and goes away. Therefore, it is presumed that solar flares occur rapidly and explosively in stages by mixing the massive fission and fusion.
Example 1. Nuclear fission (1) and nuclear fusion (1) appear to be complex oms..
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Expanding example 1, 10^googol Adam's Eve size class oms will produce an enormous high-mass uranium by directing an ultra-high temperature explosion like the sun or a supernova explosion. In other universes, the atomic number of 10,000 is also possible. haha.
.MIT Discovery Offers New Promise for Nonsilicon Computer Transistors
MIT Discovery, 비 실리콘 컴퓨터 트랜지스터에 대한 새로운 약속
제공 주제 :전기 공학재료 과학MIT나노 기술반도체 작성자 : DANIEL ACKERMAN, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2020 년 12 월 24 일 InGaAs 트랜지스터 : MIT 연구원들은 InGaAs라는 합금 재료가 고성능 컴퓨터 트랜지스터에 적합 할 수 있음을 발견했습니다. 고주파에서 작동한다면 InGaAs 트랜지스터는 언젠가 실리콘과 경쟁 할 수 있습니다. 이 이미지는 전통적으로 실리콘으로 만들어진 솔리드 스테이트 메모리 웨이퍼를 보여줍니다. 크레딧 : MIT
고속 통신 시스템에만 적합하다고 여겨지 던 InGaAs라는 합금 은 언젠가 고성능 컴퓨팅에서 실리콘과 경쟁 할 수 있습니다. 수십 년 동안 하나의 재료가 컴퓨터 칩과 트랜지스터의 생산을 장악하여 세계의 기술 수도 인 실리콘 밸리가 그 이름을지었습니다. 그러나 실리콘의 통치는 영원히 지속되지 않을 수 있습니다.
ㅡMIT 연구원들은 InGaAs (인듐 갈륨 비소)라는 합금이 더 작고 더 에너지 효율적인 트랜지스터의 잠재력을 보유 할 수 있다는 것을 발견했습니다.
이전에 연구원들은 InGaAs 트랜지스터의 성능이 소규모로 저하되었다고 생각했습니다. 그러나 새로운 연구는 이러한 명백한 열화가 물질 자체의 고유 한 속성이 아니라는 것을 보여줍니다. 이 발견은 언젠가 실리콘으로 가능한 것 이상의 컴퓨팅 성능과 효율성을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구의 주 저자 인 Xiaowei Cai는“우리는 정말 기쁩니다. "우리는이 결과가 커뮤니티가 트랜지스터 용 채널 재료로 InGaAs의 사용을 계속 탐색하도록 장려하기를 바랍니다." 현재 Analog Devices에서 근무하는 Cai는 Donner 교수 인 Jesús del Alamo와 함께 MIT Microsystems Technology Laboratories 및 전기 공학 및 컴퓨터 과학과 (EECS)에서 박사 과정 학생으로 연구를 완료했습니다. 그녀의 공동 저자로는 마드리드 폴리 테크닉 대학교의 Jesús Grajal과 MIT의 Alon Vardi 및 del Alamo가 있습니다. 이 논문은 이번 달 가상 IEEE 국제 전자 장치 회의에서 발표 될 예정입니다.
트랜지스터는 컴퓨터의 구성 요소입니다. 전류를 멈추거나 흐르게하는 스위치 역할은 지구 기후 시뮬레이션에서 Youtube에서 고양이 비디오 재생에 이르기까지 엄청난 계산을 발생시킵니다. 하나의 노트북에는 수십억 개의 트랜지스터가 포함될 수 있습니다. 수십 년 동안 그랬던 것처럼 미래에 컴퓨팅 성능이 향상 되려면 전기 엔지니어는 더 작고 조밀하게 포장 된 트랜지스터를 개발해야합니다. 현재까지 실리콘은 트랜지스터로 선택되는 반도체 재료였습니다. 그러나 InGaAs는 잠재적 인 경쟁자가 될 힌트를 보여주었습니다. 전자는 저전압에서도 쉽게 InGaAs를 통과 할 수 있습니다. 이 물질은“큰 [전자] 수송 특성을 갖는 것으로 알려져있다”고 Cai는 말한다. InGaAs 트랜지스터는 신호를 빠르게 처리 할 수 있으므로 잠재적으로 더 빠른 계산이 가능합니다. 또한 InGaAs 트랜지스터는 상대적으로 낮은 전압에서 작동 할 수 있으므로 컴퓨터의 에너지 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 따라서 InGaAs는 컴퓨터 트랜지스터에 대한 유망한 재료처럼 보일 수 있습니다. 하지만 문제가 있습니다. InGaAs의 유리한 전자 수송 특성은 더 빠르고 밀도가 높은 컴퓨터 프로세서를 구축하는 데 필요한 규모 인 소규모에서 저하되는 것 같습니다. 이 문제로 인해 일부 연구자들은 나노 스케일 InGaAs 트랜지스터가 단순히 작업에 적합하지 않다는 결론을 내 렸습니다. 그러나 Cai는“우리는 그것이 오해라는 것을 발견했습니다.”라고 말합니다. 팀은 InGaAs의 소규모 성능 문제가 부분적으로 산화물 트래핑으로 인한 것임을 발견했습니다. 이 현상은 전자가 트랜지스터를 통해 흐르려고 할 때 달라 붙게합니다. “트랜지스터는 스위치 역할을해야합니다. 전압을 켜고 많은 전류가 흐르기를 원합니다.”라고 Cai는 말합니다. “그러나 전자가 갇혀 있다면 전압을 켜는 일이 발생하지만 채널에는 매우 제한된 양의 전류 만 있습니다. 따라서 산화물 트래핑을 사용하면 스위칭 기능이 훨씬 낮아집니다. " Cai의 팀은 트랜지스터의 주파수 의존성 (트랜지스터를 통해 전기 펄스가 전송되는 속도)을 연구하여 산화물 트래핑을 범인으로 지적했습니다. 저주파에서 나노 스케일 InGaAs 트랜지스터의 성능이 저하 된 것처럼 보였습니다. 그러나 1 기가 헤르츠 이상의 주파수에서는 잘 작동했습니다. 산화물 트래핑은 더 이상 방해가되지 않았습니다. "우리가 이러한 장치를 매우 높은 빈도로 작동 할 때 성능이 정말 좋다는 것을 알았습니다."라고 그녀는 말합니다. "그들은 실리콘 기술로 경쟁력이 있습니다." Cai는 그녀의 팀의 발견이 연구원들에게 InGaAs 기반 컴퓨터 트랜지스터를 추구 할 새로운 이유를 제공하기를 바랍니다. 이 작업은“해결해야 할 문제는 실제로 InGaAs 트랜지스터 자체가 아닙니다. 이것이 산화물 포획 문제입니다.”라고 그녀는 말합니다. "우리는 이것이 해결할 수있는 문제라고 믿습니다." 그녀는 InGaAs가 클래식 및 양자 컴퓨팅 애플리케이션 모두에서 가능성을 보여 주었다고 덧붙였습니다 . “이 [연구] 영역은 여전히 매우 흥미 진진합니다.”라고 del Alamo는 말합니다. "우리는 트랜지스터를 극한의 성능으로 끌어 올리는 데 성공했습니다." 언젠가는 InGaAs가 그 극한의 성능을 제공 할 수 있습니다. 이 연구는 국방 위협감 소국과 국립 과학 재단에서 부분적으로 지원했습니다.
https://scitechdaily.com/mit-discovery-offers-new-promise-for-nonsilicon-computer-transistors/
.음, 꼬리가 보인다
.Plants can be larks or night owls just like us
식물은 우리처럼 종달새 족이나 올빼미 족이 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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