.How the Webb Space Telescope Could Ultimately Help Protect Earth
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.Molecular Device Turns Invisible Infrared Into Visible Light
보이지 않는 적외선을 가시광선으로 바꾸는 분자 장치
주제:전자기학EPFL나노기술광학 2022년 1월 7일 EPFL 제공 플라즈몬 상향변환 나노 입자 인 그루브 플라즈몬 공동의 예술적 관점. 분자는 금 필름을 덮고 홈과 150nm의 큰 나노 입자 사이에 끼어 있습니다. 관심 있는 적외선 신호는 기판 아래에서 오는 반면 상향 변환을 위한 에너지를 제공하는 펌프 레이저는 위쪽에서 나옵니다. 둘 다 공동에 의해 분자에 집중되고 내부 진동과 상호 작용하여 가시 주파수(밝은 점)에서 적외선 신호의 상향 변환된 사본을 생성합니다. 출처: Nicolas Antille (http://www.nicolasantille.com)
EPFL, 중국, 스페인 및 네덜란드의 연구원들은 진동하는 분자를 사용하여 보이지 않는 중적외선을 가시광선으로 변환하는 마이크로 장치를 구축했습니다. 이 혁신은 열화상 및 화학적 또는 생물학적 분석을 위한 새로운 차원의 소형 센서를 제공합니다. 빛은 전자기파입니다. 공간을 통해 전파되는 진동하는 전기장과 자기장으로 구성됩니다. 모든 파동은 초당 진동 수를 나타내는 주파수로 특징지어지며 헤르츠(Hz)로 측정됩니다.
우리의 눈은 가시 스펙트럼을 정의하는 400~750조 Hz(또는 테라헤르츠, THz) 사이의 주파수를 감지할 수 있습니다. 휴대 전화 카메라의 광 센서는 300THz까지의 주파수를 감지할 수 있는 반면 광섬유를 통한 인터넷 연결에 사용되는 감지기는 약 200THz에 민감합니다. 더 낮은 주파수에서 빛이 전달하는 에너지는 우리 눈과 다른 많은 센서에서 광수용체를 트리거하기에 충분하지 않습니다. 이는 중적외선 및 원적외선 스펙트럼인 100THz 미만의 주파수에서 사용할 수 있는 풍부한 정보가 있다는 점을 감안할 때 문제입니다.
예를 들어, 표면 온도가 20°C인 신체는 열화상으로 "볼" 수 있는 최대 10THz의 적외선을 방출합니다. 또한 화학 및 생물학적 물질은 중적외선에서 뚜렷한 흡수 밴드를 특징으로 하며, 이는 무수히 많은 응용 분야가 있는 적외선 분광학으로 원격 및 비파괴적으로 식별할 수 있음을 의미합니다. 적외선을 가시광선으로 변환 EPFL, 우한 공과대학, 발렌시아 이공대학, 네덜란드 AMOLF의 과학자들은 이제 적외선의 주파수를 가시광선의 주파수로 변경하여 적외선을 감지하는 새로운 방법을 개발했습니다.
이 장치는 가시광선에 대해 일반적으로 사용 가능한 고감도 감지기의 "시야"를 적외선까지 확장할 수 있습니다. 획기적인 내용은 Science 에 게재되었습니다 . 주파수 변환은 쉬운 일이 아닙니다. 빛의 주파수는 에너지 보존 법칙 때문에 표면에 빛을 반사하거나 물질을 통과시켜 쉽게 변화할 수 없는 기본 원리입니다. 연구자들은 매개체(작은 진동 분자)를 사용하여 적외선에 에너지를 추가하여 이 문제를 해결했습니다. 적외선은 진동 에너지로 변환되는 분자로 향합니다. 동시에 더 높은 주파수의 레이저 빔이 동일한 분자에 충돌하여 추가 에너지를 제공하고 진동을 가시광선으로 변환합니다. 변환 과정을 촉진하기 위해 분자는 분자에 적외선과 레이저 에너지를 집중시켜 광학 안테나 역할을 하는 금속 나노구조 사이에 끼어 있습니다.
적외선을 가시광선으로 바꾸는 분자 장치 왼쪽 위: 실험의 개념. 관심 적외선 신호와 에너지를 제공하는 펌프 레이저는 모두 분자에 집중되고 내부 진동과 상호 작용하여 가시 주파수에서 적외선 신호의 상향 변환된 사본을 생성합니다. 왼쪽 하단: 샘플의 주사 전자 현미경 사진. 분자는 식별하기에는 너무 작습니다. 그것들은 금 나노그루브와 금 나노입자 사이에 끼워져 있으며, 함께 플라즈몬 공동을 형성하여 분자에 대한 모든 신호의 초점을 크게 향상시킵니다. 오른쪽: 보이지 않는 적외선 신호를 가시광선(밝은 점)으로 변환하는 홈 내 나노입자 플라즈몬 공동의 예술적 관점. 출처: Nicolas Antille(http://www.nicolasantille.com), Wen Chen, Christophe Galland
새로운 빛 연구를 이끈 EPFL 기초과학부의 크리스토프 갈런드 교수는 “새로운 장치는 매력적인 기능을 많이 갖고 있다”고 말했다. “첫째, 변환 프로세스는 일관성이 있습니다. 즉, 원래 적외선에 있는 모든 정보가 새로 생성된 가시광선에 충실하게 매핑됩니다. 이를 통해 휴대폰 카메라에서 볼 수 있는 것과 같은 표준 검출기로 고해상도 적외선 분광기를 수행할 수 있습니다. 둘째, 각 장치는 길이와 너비가 약 몇 마이크로미터이므로 대형 픽셀 어레이에 통합될 수 있습니다. 마지막으로, 이 방법은 매우 다양하며 단순히 다른 진동 모드를 가진 분자를 선택하여 다른 주파수에 적용할 수 있습니다." "그러나 지금까지 이 장치의 광변환 효율은 여전히 매우 낮습니다."라고 이 연구의 제1저자인 Dr. Wen Chen은 경고합니다. "우리는 이제 이를 더욱 개선하기 위한 노력에 집중하고 있습니다." - 상용 응용 프로그램을 향한 핵심 단계입니다.
참조: Wen Chen, Philippe Roelli, Huatian Hu, Sachin Verlekar, Sakthi Priya Amirtharaj, Angela I. Barreda, Tobias J. Kippenberg, Miroslavna Kovylina, Ewold Verhagen, AlejandroMart의 "분자 광기계적 나노공동으로 연속파 주파수 상향변환" Christophe Galland, 2021년 12월 2일, 과학 . DOI: 10.1126/science.abk3106 기타 기여자 프리드리히 쉴러 대학교 예나 자금 조달 EU 호라이즌 2020 스위스 국립과학재단(FNS) 네덜란드 과학 연구 기구(NWO) 알렉산더 폰 훔볼트 재단
https://scitechdaily.com/molecular-device-turns-invisible-infrared-into-visible-light/
.Levitating and colliding liquid drops
공중 부양 및 충돌 액체 방울
작성자: David Appell, Phys.org 크레딧: F. Pacheco-Vázquez, R. Ledesma-Alonso, J. L. Palacio-Rangel 및 F. Moreau, https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.204501 JANUARY 14, 2022 FEATURE
뜨거운 팬이나 철판 위에서 물방울이 춤추고 흔들리는 것을 본 적이 있다면 라이덴프로스트 효과가 작동하는 것을 본 것입니다. 아니면 Adam과 Jamie가 젖은 손가락과 손을 녹은 납에 밀어 넣고 다치지 않고 꺼낸 "Mythbusters" 에피소드 를 본 적이 있을 것입니다. 이 효과는 손가락이 젖었을 때 영향을 미치므로 손가락 주위에 물막이 생깁니다. 용융 납에서 그 수막이 끓어 열전도율이 낮은 증기를 생성합니다. 수증기 인 이 가스는 섭씨 328도(화씨 622도) 또는 그 이상의 온도에서 용융 납에 담그면 짧은 시간 동안 손가락을 보호할 수 있을 만큼 오랫동안 손가락을 보호합니다.
마찬가지로 핫 플레이트 위의 물방울은 바닥 가장자리에서 증발하여 놀라운 시간 동안 물방울이 액체처럼 공중에 뜨게 하는 절연 쿠션을 만듭니다. 1751년 독일 의사 Johann Gottlob Leidenfrost에 의해 처음 기술되었습니다. 이제 멕시코와 프랑스의 과학자 그룹은 서로 다른 액체의 뜨거운 두 방울이 라이덴프로스트 효과로 인해 서로 튕겨 나갈 수 있다는 실험 결과를 처음으로 발표했습니다. 그룹은 이것을 삼중 라이덴프로스트 효과라고 부릅니다.
두 방울은 이미 열판 위에 있고 플레이트에 대해 자체 라이덴프로스트 효과를 경험하고 있고, 두 방울이 서로 충돌하고 튕겨 나올 때 추가 라이덴프로스트 효과가 발생하여 세 번째 증기 쿠션이 발생 하기 때문입니다. 방울 사이의 충돌 인터페이스. 실험에서 뜨거운 알루미늄 판은 약간 오목한 상단 표면을 가지고 있어 방울이 판의 중심을 향하도록 유지했습니다. 부피가 0.5ml(0.5cc)인 물방울의 경우 210℃의 플레이트 온도에서 물방울이 라이덴프로스트 상태가 되었습니다 . 이때 물방울은 물의 큰 잠열(일정한 온도에서 물을 액체에서 기체로 변화시키는 데 필요한 열량)로 인해 약 450초(7.5분) 동안 지속되었다. 그 후, 액적은 완전히 증발하여 사라지고 수증기로 변했습니다.
다른 액체는 라이덴프로스트 온도와 지속 시간이 달랐습니다. 에탄올 방울은 약 섭씨 150도에서 라이덴프로스트 상태에 들어가 약 200초 동안 지속되었으며 클로로포름은 약 150도에서 100초 동안 지속되었습니다. 이 연구는 예를 들어 물의 끓는점이 섭씨 93도(화씨 199도)에 불과한 해발 약 2,200미터(7,218피트, 1.37마일)의 멕시코 푸에블라에서 수행되었습니다. 다른 열역학적 특성 도 유사한 조정을 가질 수 있습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2022/levitating-and-collidi.mp4
뜨거운 알루미늄 판에 있는 작은 파란색 에탄올 방울은 더 크고 맑은 물 방울에 반복적으로 반사되어 동시에 세 가지 다른 라이덴프로스트 효과를 나타냅니다. 결국 파란색 액적은 크기가 줄어들고 구형이 되며 증기층이 비워지고 액적이 합쳐집니다. 크레딧: F. Pacheco-Vázquez, R. Ledesma-Alonso, J. L. Palacio-Rangel 및 F. Moreau, https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.127.204501
연구원들은 각각 끓는 온도가 다른 11개의 저점도 액체에 대한 라이덴프로스트 온도를 결정한 후 섭씨 250도(화씨 482도)의 뜨거운 알루미늄 판에 서로 다른 재료의 두 방울을 증착했습니다. 각 액적은 그 아래에 증기 층이 있는 자체 라이덴프로스트 효과를 받았고, 판 중앙을 향해 아래로 내려가면서 공중에 떠올랐습니다. 그 근처에서 공중에 떠 있는 물방울이 충돌할 것입니다. 그 순간 두 가지 일 중 하나가 발생했습니다.
-물방울이 합쳐지거나 서로 튕겨져 나가는 것입니다. 액체가 물-물과 같은 동일한 물질이거나 에탄올-이소프로판올과 같은 유사한 특성을 갖는 경우 유합은 밀리초 내에 발생했습니다. 더 흥미로운 경우에는 물방울이 서로 튕겨져 나갔습니다. 이것은 물방울이 다른 액체(예: 물-에탄올 또는 물 -아세토니트릴)일 때 발생했습니다. 각각은 자체 라이덴프로스트 효과로 공중에 떠 있습니다. 그러나 증기 쿠션은 또한 측면의 각 액적을 둘러싸고 있으므로 액적이 충돌할 때 액적의 병합을 방지하는 증기 쿠션이 있었습니다. 사실, 물방울 사이의 증기층의 압력이 두 물방울의 라이덴프로스트 층에 의해 강화되기 때문에 물방울의 반발 속도는 때때로 충돌 속도보다 클 수 있습니다.
-이 동일한 증기층은 초기 유착을 방지한 것입니다. 더 작은 방울은 몇 초, 때로는 몇 분에 걸쳐 큰 방울에서 반복적으로 튀어나왔습니다(위의 비디오 참조). 결국, 더 작은 물방울은 충돌 시간 동안 증기층이 비워지고 물방울이 마침내 합체되었을 때 팬케이크 모양에서 구형 모양으로 변경되었습니다. 고속으로 공정을 필름화하면 더 작은 액적의 직경이 합체되기 전에 시간이 지남에 따라 선형적으로 감소하는 것으로 나타났습니다.
-직접적인 유착 또는 튀는 조건을 결정하는 매개변수는 두 가지뿐입니다. 액체 간의 표면 장력 차이(표면 장력은 액체의 고유한 특성이며 단위 길이당 힘으로 측정됨) 또는 끓는 온도의 차이입니다. 끓는점의 차이가 크면 글리콜-클로로포름에서와 같이 더 작은 물방울이 격렬하게 폭발할 수 있습니다. 라이덴프로스트 효과를 기반으로 하는 다른 역학은 최근 몇 년 동안 액적의 자체 추진, 지속적인 회전, 진동 및 액적 폭발과 같이 탐구되어 엔지니어링 및 미세 유체 공학에 적용하기 위해 액적에 대한 라이덴프로스트 효과 조작 가능성을 제안합니다. 서로 다른 액체의 라이덴프로스트 방울이 상호 작용하는 방식을 이해하는 이 현재 작업은 잠재적인 응용 분야에 또 다른 차원을 추가합니다.
https://phys.org/news/2022-01-levitating-colliding-liquid.html
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메모 2201150450 나의 사고실험 oms스토리텔링
뜨거운 팬이나 철판 위에서 물방울이 춤추고 흔들리는 것을 본 적이 있다면 라이덴프로스트 효과가 작동하는 것을 본 것이다.
만약에 블랙홀 샘플1.oms가 물방울이고 뜨거운 팬에 놓여 있다면 과연 증발하고 사라질까? 아닐듯하다. 온도가 높으면 튀는 모습을 보여도 낮아도 그 형태는 유지할 것이다. 그러면 튀는 모습은 어떤 상황일까? 다른 블랙홀? (액적 물방울)과도 튕겨주는 표면장력이 존재할까?
블랙홀 제트는 바로 움뿍 패인 곳에서 강력하게 튕겨나가는 빛에 비유될 수 있다. 블랙홀 제트가 라이덴프로스트 효과에 적용될까? 충분히 그럴수 있다고 본다. 블랙홀은 물질을 빨아드리고 강력한 빛은 내본다. 다수의 oms=1 값의 전방위적 반발력이 존재하기 때문일 수 있다. 그 빛은 대량 xyz 벡터의 동질값이기에 직진하듯 X선처럼 강하게 뿜어져 나간다. 허허.
sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-There are only two parameters that determine the conditions for direct coalescence or splashing. The difference in surface tension between liquids (surface tension is an intrinsic property of a liquid and is measured in force per unit length) or the difference in boiling temperature. Large differences in boiling points can cause the smaller droplets to explode violently, as in glycol-chloroform. Other dynamics based on the Leidenfrost effect have been explored in recent years, such as the self-propelling, continuous rotation, vibration, and droplet explosion of droplets, suggesting the possibility of manipulating the Leidenfrost effect on droplets for applications in engineering and microfluidics. . This current work in understanding how Leidenfrost droplets in different liquids interact adds another dimension to potential applications.
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Memo 220150450 My Thought Experiment oms Storytelling
If you've ever seen water droplets dance and vibrate on a hot pan or iron plate, you've seen the Leidenfrost effect in action.
If the black hole sample 1.oms is a water droplet and is placed on a hot pan, will it evaporate and disappear? it seems not If the temperature is high, it will show a splash, but it will maintain its shape even if it is low. So what's the popping situation? Another black hole? Is there a surface tension that repels (droplets and water droplets) as well?
A black hole jet can be compared to light that is strongly bounced out of a hollow. Do black hole jets work for the Leidenfrost effect? I think that could be enough. Black holes suck in matter and emit powerful light. This may be because there is an omnidirectional repulsive force with multiple values of oms=1. Since the light is a homogeneous value of the mass xyz vector, it is emitted strongly like an X-ray as if going straight. haha.
sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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ced0ba 00f000
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Sample 1.2 qoms (standard)
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sample 2. oss(standard)
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cadccbcdc
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zxezybzyy
bddbcbdca
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