.Artificial intelligence discovers new nanostructures
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.Artificial intelligence discovers new nanostructures
인공 지능은 새로운 나노 구조를 발견
Brookhaven 국립 연구소 주사 전자 현미경 이미지는 인공 지능이 발견한 새로운 나노 구조를 묘사합니다. 연구자들은 패턴을 왜곡(왼쪽), 교대선(가운데) 및 사다리(오른쪽)로 설명합니다. 눈금 막대는 200나노미터입니다. 신용: Brookhaven 국립 연구소 JANUARY 13, 2023
미국 에너지부(DOE) Brookhaven 국립 연구소의 과학자들은 자율적 방법이 새로운 물질을 발견할 수 있음을 성공적으로 입증했습니다. 인공 지능(AI) 기반 기술은 최초의 나노 스케일 "사다리"를 포함하여 3개의 새로운 나노 구조를 발견했습니다. 이 연구는 오늘 사이언스 어드밴스 ( Science Advances)에 발표되었습니다.
새로 발견된 구조는 재료의 분자가 고유한 패턴으로 조직되는 자기 조립( self-assembly ) 이라는 프로세스에 의해 형성되었습니다 . Brookhaven의 CFN(Centre for Functional Nanomaterials) 과학자들은 자가 조립 프로세스를 지시하고 마이크로전자공학, 촉매 등의 응용 분야에 바람직한 배열을 형성하기 위한 재료 템플릿을 만드는 전문가입니다. 나노스케일 사다리와 다른 새로운 구조에 대한 그들의 발견은 자가조립의 적용 범위를 더욱 넓혀줍니다. "자기 조립은 마이크로 전자 공학 및 컴퓨터 하드웨어의 발전을 위한 동인인 나노 패터닝 기술로 사용될 수 있습니다."라고 CFN 과학자이자 공동 저자인 Gregory Doerk는 말했습니다.
"이러한 기술은 항상 더 작은 나노패턴을 사용하여 더 높은 해상도를 추구합니다. 자체 조립 재료에서 매우 작고 엄격하게 제어되는 기능을 얻을 수 있지만 예를 들어 회로에 대해 배치한 규칙을 반드시 준수하지는 않습니다. 템플릿을 사용하여 자가 조립하면 보다 유용한 패턴을 형성할 수 있습니다." DOE Office of Science User Facility인 CFN의 직원 과학자들은 애플리케이션을 확장하기 위해 자체 조립된 나노패턴 유형의 라이브러리를 구축하는 것을 목표로 합니다. 이전 연구 에서 그들은 두 가지 자기 조립 재료를 함께 혼합하여 새로운 유형의 패턴이 가능하다는 것을 입증했습니다.
CFN 그룹 리더이자 공동 저자인 케빈 예거(Kevin Yager)는 "아무도 꿈도 꾸지 못했던 사다리 구조를 이제 만들 수 있다는 사실이 놀랍다"고 말했다. "전통적인 자기 조립은 실린더, 시트 및 구체와 같은 비교적 단순한 구조만 형성할 수 있습니다. 그러나 두 가지 재료를 함께 혼합하고 적절한 화학 격자를 사용함으로써 완전히 새로운 구조가 가능하다는 것을 발견했습니다." 자가 조립 재료를 혼합하여 CFN 과학자들은 고유한 구조를 발견할 수 있었지만 새로운 도전 과제도 생겼습니다.
자체 조립 프로세스에서 제어할 매개변수가 더 많기 때문에 새롭고 유용한 구조를 만들기 위한 매개변수의 올바른 조합을 찾는 것은 시간과의 싸움입니다. 연구를 가속화하기 위해 CFN 과학자들은 새로운 AI 기능인 자율 실험 을 활용했습니다 . DOE의 Lawrence Berkeley National Laboratory의 CAMERA(Center for Advanced Mathematics for Energy Research Applications), CFN의 Brookhaven 과학자 및 Brookhaven Lab의 또 다른 DOE 과학 사용자 시설인 National Synchrotron Light Source II(NSLS-II)와 협력하여, 실험의 모든 단계를 자율적으로 정의하고 수행할 수 있는 AI 프레임워크를 개발해 왔습니다 .
CAMERA의 gpCAM 알고리즘은 프레임워크의 자율적인 의사 결정을 주도합니다. 최신 연구는 새로운 재료를 발견하는 알고리즘의 능력에 대한 팀의 첫 번째 성공적인 시연입니다.
X선 산란 데이터(왼쪽)는 AI 알고리즘으로 식별된 샘플의 주요 영역에 대한 해당 주사 전자 현미경 이미지(오른쪽)와 함께 표시됩니다. 이미지는 3개의 새로운 나노패턴을 보여주었다: 교차하는 선(상단), 스큐(가운데) 및 사다리(하단). 눈금 막대는 500나노미터입니다. 신용: Brookhaven 국립 연구소
"gpCAM은 자율 실험을 위한 유연한 알고리즘 및 소프트웨어입니다"라고 Berkeley Lab 과학자이자 공동 저자인 Marcus Noack은 말했습니다. "모델의 다양한 기능을 자율적으로 탐색하기 위해 이 연구에서 특히 독창적으로 사용되었습니다." "Berkeley Lab 동료들의 도움으로 우리는 이 소프트웨어와 방법론을 사용할 준비가 되었으며 이제 이를 성공적으로 사용하여 새로운 재료를 발견했습니다."라고 Yager는 말했습니다. "우리는 이제 자율 과학에 대해 충분히 배웠기 때문에 재료 문제를 쉽게 자율 문제로 전환할 수 있습니다." 새로운 알고리즘을 사용하여 재료 발견을 가속화하기 위해 팀은 먼저 분석을 위한 다양한 특성을 가진 복잡한 샘플을 개발했습니다.
연구진은 CFN 나노제조 시설을 이용해 샘플을 제작하고, CFN 소재 합성 시설에서 자가조립을 진행했다. "재료 과학을 수행하는 구식 방법은 샘플을 합성하고 측정하고 학습한 다음 돌아가서 다른 샘플을 만들고 해당 프로세스를 계속 반복하는 것입니다."라고 Yager는 말했습니다. "대신 우리는 우리가 관심 있는 모든 매개변수의 구배를 가진 샘플을 만들었습니다. 따라서 그 단일 샘플은 많은 별개의 재료 구조의 방대한 모음입니다." 그런 다음 팀은 재료 구조 연구를 위해 초고휘도 X-선을 생성하는 NSLS-II로 샘플을 가져왔습니다.
CFN은 NSLS-II와 협력하여 3개의 실험 스테이션을 운영하며, 그 중 하나는 이 연구에 사용된 Soft Matter Interfaces(SMI) 빔라인입니다. NSLS-II 과학자이자 공동 저자인 Masa Fukuto는 "SMI 빔라인의 강점 중 하나는 X선 빔을 샘플에 미크론까지 집중시키는 능력입니다."라고 말했습니다. "이러한 마이크로빔 X선이 물질에 의해 어떻게 산란되는지 분석함으로써 우리는 조명된 지점에서 물질의 국부적 구조에 대해 배웁니다. 그런 다음 여러 다른 지점에서의 측정을 통해 그래디언트 샘플에서 국부적 구조가 어떻게 달라지는지를 밝힐 수 있습니다.
이 작업에서 우리는 AI 알고리즘이 각 측정 값을 최대화하기 위해 다음에 측정할 지점을 즉석에서 선택하게 하십시오." 샘플이 SMI 빔라인에서 측정되었으므로 알고리즘은 사람의 개입 없이 재료의 수많은 다양한 구조 세트의 모델을 생성했습니다. 이 모델은 각 후속 X-레이 측정으로 자체적으로 업데이트되어 모든 측정이 더 통찰력 있고 정확해졌습니다.
National Synchrotron Light Source II의 Soft Matter Interfaces(SMI) 빔라인. 신용: Brookhaven 국립 연구소
몇 시간 만에 알고리즘은 CFN 연구원들이 더 면밀히 연구할 수 있도록 복잡한 샘플에서 세 가지 주요 영역을 식별했습니다. 그들은 CFN 전자현미경 시설을 사용하여 핵심 영역을 매우 자세하게 이미지화하고 다른 새로운 기능 중에서 나노스케일 사다리의 레일과 가로대를 발견했습니다. 처음부터 끝까지 실험은 약 6시간 동안 진행되었습니다. 연구원들은 전통적인 방법을 사용하여 이러한 발견을 하는 데 약 한 달이 걸렸을 것으로 추정합니다. "자율적인 방법은 발견을 엄청나게 가속화할 수 있습니다."라고 Yager는 말했습니다. "기본적으로 과학의 일반적인 발견 루프를 '긴축'하여 가설과 측정 사이를 더 빠르게 순환합니다.
그러나 자율적인 방법은 단순한 속도를 넘어 우리가 연구할 수 있는 범위를 늘려 더 어려운 과학 문제를 해결할 수 있음을 의미합니다. " "앞으로 우리는 여러 매개변수 간의 복잡한 상호 작용을 조사하고자 합니다. 우리는 실험 결과를 검증한 CFN 컴퓨터 클러스터를 사용하여 시뮬레이션을 수행했지만 필름 두께와 같은 다른 매개변수도 중요한 역할을 할 수 있음을 제안했습니다." 도어크가 말했다.
이 팀은 자율 연구 방법을 자기 조립 및 다른 종류의 재료에서 훨씬 더 어려운 재료 발견 문제에 적극적으로 적용하고 있습니다. 자율적 발견 방법은 적응 가능하며 거의 모든 연구 문제에 적용할 수 있습니다. "우리는 이제 실험을 수행하기 위해 CFN 및 NSLS-II에 오는 광범위한 사용자 커뮤니티에 이러한 방법을 배포하고 있습니다."라고 Yager는 말했습니다. "누구나 우리와 협력하여 재료 연구의 탐색을 가속화할 수 있습니다. 우리는 이것이 청정 에너지 및 마이크로 전자 공학과 같은 국가 우선 분야를 포함하여 향후 몇 년 동안 많은 새로운 발견에 힘을 실어줄 것으로 예상합니다."
추가 정보: Gregory S. Doerk 외, 블록 공중합체 블렌드의 지시된 자기 조립에서 창발적 형태학의 자율적 발견, Science Advances (2023). DOI: 10.1126/sciadv.add3687 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add3687 저널 정보: Science Advances 브룩헤이븐 국립연구소 제공
https://phys.org/news/2023-01-ai-nanostructures.html
.Scientists solve the mystery of why OGT enzyme is critical for cell survival
과학자들은 OGT 효소가 세포 생존에 중요한 이유에 대한 수수께끼를 풀었습니다
Madeline McCurry-Schmidt, La Jolla Institute for Immunology 유방암 세포. 신용: 국립 암 연구소 JANUARY 12, 2023
La Jolla Institute for Immunology(LJI)의 연구원들은 OGT(O-GlcNAc transferase)라는 효소가 세포를 건강하게 유지하는 방법을 마침내 밝혀냈습니다. Proceedings of the National Academies of Sciences에 발표된 그들의 연구 결과 는 세포 생물학의 핵심 측면을 밝히고 중요한 의학 발전으로 이어질 수 있습니다. "많은 질병이 OGT 기능과 관련이 있습니다.
-"예를 들어, 많은 연구에서 암, 당뇨병 및 심혈관 질환에서 비정상적인 OGT 기능이 나타났습니다." Li가 주도하고 LJI 교수 Anjana Rao 박사와 LJI 조교수 Samuel Myers 박사가 공동 주도한 새로운 연구는 OGT 가 mTOR. 세포는 mTOR에 의존하여 미토콘드리아 발전소를 계속 작동시킵니다. 기능적 mTOR가 없으면 세포는 단백질 합성에서 세포 증식 에 이르는 거의 모든 기본 기능에 실패 합니다.
mTOR 기능 장애가 또한 많은 질병의 특징이라는 것은 놀라운 일이 아닙니다. Myers는 "OGT는 신체의 모든 세포에 중요합니다."라고 설명합니다. "이 연구 덕분에 이제 OGT의 각 부분이 수행하는 작업에 대한 향후 연구에 사용할 수 있는 모델을 갖게 되었습니다." 유일한 OGT OGT는 전이 효소라고 불리는 효소입니다. 이러한 유형의 효소는 당 분자가 최근 합성된 단백질에 추가되는 글리코실화라는 작업을 수행합니다.
OGT는 세포 표면 의 단백질이나 분비 단백질 이 아닌 세포 내 단백질을 변형시키기 때문에 트랜스퍼라제 중에서 독특합니다 . 사실, OGT의 글리코실화 작업은 매우 중요하기 때문에 배아 세포는 그것 없이 죽을 것입니다. 그러나 지금까지 과학자들은 그 이유에 대해 무지했습니다. Myers가 설명했듯이 OGT의 본질적인 특성은 공부하기 어렵게 만드는 것입니다. 과학자들은 일반적으로 효소 및 기타 단백질에 대한 유전자가 부족한 세포를 개발하여 효소 및 기타 단백질을 연구합니다. 그들은 새로운 기능 장애 세포를 생성한 다음 어떻게 일이 잘못되었는지 조사합니다. 하지만 OGT를 사용하면 그런 종류의 실험은 시작하기도 전에 끝날 것입니다.
-OGT는 하나뿐이기 때문에 과학자들은 연구에 필요한 바로 그 세포를 단순히 죽이지 않고는 OGT를 삭제하거나 기능을 줄일 수 없었습니다. "우리는 OGT가 세포 생존 에 필수적이라는 것을 알고 있었지만 20년 이상 동안 그 이유를 알지 못했습니다."라고 Li는 말합니다. 새로운 연구에서 Li는 OGT 유전자를 삭제하기 위해 유도 시스템을 사용하여 이 문제를 해결할 수 있었습니다. 그는 마우스 배아 줄기 세포로 작업한 다음 Cre로 알려진 단백질의 유도 버전을 사용하여 OGT 유전자를 삭제했습니다. 이것은 과학자들이 프로세스를 활성화하기로 결정할 때까지 세포가 정상적으로 성장할 수 있음을 의미하며, 그 후에 OGT 유전자를 잃은 세포는 증식을 멈추고 죽기 시작합니다.
연구팀은 OGT 유전자를 삭제하면 세포 대사를 조절하는 핵심 효소인 mTOR의 기능이 비정상적으로 증가한다는 사실을 발견했다. OGT에 대한 유전자를 삭제하면 미토콘드리아 산화적 인산화라고 하는 세포에서 필수적이지만 잠재적으로 위험한 과정에 연료가 공급됩니다. 미토콘드리아 산화적 인산화가 위험한 이유는 무엇입니까? 세포에서의 이 과정은 세포가 ATP(세포에 동력을 공급하는 분자)를 생산할 수 있도록 하는 섬세한 경로의 일부입니다. ATP는 해당과정과 미토콘드리아 산화적 인산화에 의해 생성될 수 있으며, 이 균형을 방해하면 세포에 치명적인 결과를 초래할 수 있습니다.
다행스럽게도 OGT는 단백질 합성 을 원활하게 유지하고 세포 내 아미노산 수준을 조절하여 mTOR 활동과 미토콘드리아 적합성을 보호합니다. 중요한 점은 연구원들이 CD8+ T 세포에서 OGT에 대한 동일한 보호 역할을 발견했다는 점입니다. 구조에 연구원 OGT가 결핍된 기능 장애 세포도 영원히 파멸되지는 않았습니다. 과학자들은 CRISPR/Cas9이라는 유전자 편집을 위한 새로운 최첨단 기술을 사용하여 기능 장애가 있는 세포를 "구출"할 수 있었습니다.
마우스 배아 줄기 세포 의 두 번째 유전자 가 OGT가 없는 세포의 성장을 회복시킬 수 있는지 여부를 질문함으로써 Li는 mTOR와 미토콘드리아 산화적 인산화가 OGT가 없는 세포에서 과활성화되고 세포가 기능을 약화시켜 구조될 수 있음을 발견했습니다. 이것은 신체에서 OGT의 역할에 대해 더 알고 싶어하는 과학자들에게 희소식입니다. Myers는 "이제 세포를 살리면서 OGT 유전자를 삭제할 수 있으므로 OGT의 일부만 복원하여 OGT가 세포 를 살리기 위해 어떻게 작용하는지 자세히 알아볼 수 있습니다."라고 말합니다. Li는 그의 새로운 발견이 연구자들이 OGT의 역할을 더 연구하고 잠재적으로 비정상적인 활동에 대응하는 치료 표적을 찾을 수 있게 해줄 것이라고 말했습니다. "미래에 우리의 연구가 암 및 기타 질병에서 기능 장애가 있는 OGT와 관련된 문제를 밝히는 데 도움이 되기를 바랍니다."라고 Li는 말합니다.
추가 정보: Xiang Li et al, OGT는 프로테아좀/mTOR/미토콘드리아 축을 조절하여 포유류 세포 생존력을 제어합니다. Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2218332120 저널 정보: Proceedings of the National Academy of Sciences La Jolla Institute for Immunology 제공
https://phys.org/news/2023-01-scientists-mystery-ogt-enzyme-critical.html
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메모 2301130812 나의 사고실험 oms 스토리텔링
생명의 DNA는 샘플a.oms.story 장문으로 표현할 수 있다. 책으로 비유하면 긴문장은 샘플a.big_oms.story이다. 두꺼운 책이나 우주처럼 큰 스케일을 담을 big_oms.story() 존재하는 주된 이유이다.
그런데 어느 구문은 사라질 수 있다. 편집되어진 것일 수도 있다.
빅뱅사건이 일어났는데, 이를 설명할 샘플은 거대한 oms가 필요한거다. 빅뱅사건은 왜 일시적으로 나타나 사라졌을까? 그러면이는 샘플b.qoms.banq.bigbang.singularity일까?
이제 확장된 생각은 샘플a.oms.vixstory.qbase 이였던 것이다. 이는 마치 샘플c.oss.qbase와 매우 유사할 것으로 거대한 qoms.story 와 qoss.base이 매우 이국적인 다중우주도 존재할 것으로 보인다. 허허.
샘플 a.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
샘플 b. qoms (standard)
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0000001100
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0000010010
0001100000
0101000000
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0010000001
샘플 b.poms (standard)
q0000000000
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샘플 c.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-"For example, many studies have shown abnormal OGT function in cancer, diabetes and cardiovascular disease." A new study led by Li and co-led by LJI Professor Dr. Anjana Rao and LJI Assistant Professor Samuel Myers, Ph.D., suggests that OGT can reduce mTOR. Cells rely on mTOR to keep mitochondrial power plants running. Without functional mTOR, cells fail in almost all basic functions, from protein synthesis to cell proliferation.
-Since there is only one OGT, scientists couldn't delete it or reduce its function without simply killing the very cells they needed to study. "We knew OGT was essential for cell survival, but we didn't know why for more than 20 years," says Li. In a new study, Li was able to solve this problem by using an induction system to delete the OGT gene. He worked with mouse embryonic stem cells and then deleted the OGT gene using an induced version of a protein known as Cre. This means cells can grow normally until scientists decide to activate the process, after which cells that have lost the OGT gene stop proliferating and start dying.
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memo 2301130812 my thought experiment oms storytelling
The DNA of life can be expressed as a long sample a.oms.story. For a book analogy, the long sentence is the sample a.big_oms.story. It is the main reason for the existence of big_oms.story() to contain a large scale, such as a thick book or universe.
However, some phrases may disappear. It may have been edited.
The big bang event happened, and a sample to explain it requires a huge oms. Why did the Big Bang incident temporarily appear and disappear? So is this sample b.qoms.banq.bigbang.singularity?
Now the expanded idea is what the sample a.oms.vixstory.qbase was. It will be very similar to the sample c.oss.qbase, and there will be a very exotic multiverse with a huge qoms.story and qoss.base. haha.
Sample a.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
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0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample b. qoms (standard)
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sample b.poms (standard)
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sample c.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.Optical coating approach prevents fogging and unwanted reflections
광학 코팅 방식으로 김서림 및 원치 않는 반사 방지
옵티카 에 의해 연구원들은 김서림 방지 및 반사 방지 특성을 결합한 광학 코팅 시스템을 개발했습니다. 새로운 기술은 라이다 시스템의 성능을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 출처: Anne Gärtner, Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering 및 Friedrich Schiller University Jena JANUARY 12, 2023
연구원들은 김서림 방지 및 반사 방지 특성을 결합한 광학 코팅 시스템을 개발했습니다. 이 새로운 기술은 라이다 시스템과 카메라의 성능을 높이는 데 도움이 될 수 있습니다. 독일 예나에 소재한 Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering과 Friedrich Schiller University Jena의 연구팀장인 Anne Gärtner는 "추운 외부에서 따뜻한 방으로 걸어 들어가면 안경에 김이 서려 사용자의 눈을 멀게 할 수 있습니다."라고 말했습니다. "자율주행차에 사용되는 라이더 시스템과 같은 센서에서도 같은 일이 발생할 수 있습니다. 안개가 발생하더라도 표면이 매우 투명하게 유지되어 기능이 유지되는 것이 중요합니다."
Applied Optics 에서 Gärtner와 동료들은 김서림을 방지하는 폴리머 코팅 과 반사를 줄이는 다공성 이산화규소 나노구조를 결합하는 방법을 설명합니다. 논문에 설명된 코팅은 LiDAR 시스템용으로 특별히 설계되었지만 이 기술은 다양한 응용 분야에 맞게 조정될 수 있습니다. "우리의 코팅 시스템에서 김서림 방지 및 반사 방지 특성이 훌륭하게 결합되어 이전에는 실현할 수 없었던 것입니다."라고 Gärtner는 말했습니다. "이 새로운 코팅 기술로 제조된 샘플은 이미 전 세계의 다양한 기후 조건에서 작동하는 여러 항공 라이다 프로토타입에서 1년 동안 성공적으로 사용되었습니다."
새로운 다기능 코팅 시스템을 만들기 위해 연구원들은 물 저장소 역할을 하여 김서림을 방지하는 폴리머 코팅을 사용했습니다. 그들은 안티포그 필름을 나노 구조와 결합하여 물 투과성을 유지하면서 함께 반사 방지 효과를 생성합니다. 출처: Anne Gärtner, Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering 및 Friedrich Schiller University Jena 명확하게 보기 논문에 설명된 코팅 시스템은 스위스 Heerbrugg에 있는 Leica Geosystems에서 확인한 요구 사항에 따라 개발되었습니다. Leica Geosystems는 지형 및 도시 매핑에 사용되는 항공 라이다 측정 시스템을 개발합니다. 환경과 측정 시스템 사이에 극심한 온도 차이가 있는 경우 때때로 광학 표면에 김서림이 발생하여 기능이 손상됩니다. Gärtner의 팀은 라이카 지오시스템즈와 협력하여 바람직하지 않은 빛의 반사뿐만 아니라 안개를 관리하는 솔루션을 개발했습니다. Gärtner는 "저희는 물 저장소 역할을 하여 광학 표면의 김서림을 방지하는 폴리머를 사용했습니다."라고 말했습니다. "그러나 폴리머 재료와 주변 공기의 굴절률 차이로 인해 원하지 않는 반사와 고스트 라이트가 발생합니다. 이러한 반사를 방지하기 위해 최대 320nm 높이의 매우 작은 구조와 김서림 방지 필름을 결합하여 김서림 방지 필름을 만들었습니다. 투수성과 함께 반사 효과." 연구진은 다기능 코팅 시스템을 만들기 위해 프라운호퍼 응용 광학 및 정밀 공학 연구소에서 개발한 AR-plas2 기술을 적용했다. 이를 통해 여러 나노구조가 서로 위에 생성될 수 있습니다. 이 공정은 나노구조를 김서림 방지 코팅에 에칭한 다음 그 위에 두 번째 나노구조를 제조하는 것과 관련이 있습니다. 연구진은 다기능 코팅 시스템을 만들기 위해 여러 개의 나노구조를 서로 겹쳐서 생성할 수 있는 기술을 적용했다. 이 공정은 나노구조를 김서림 방지 코팅에 에칭한 다음 그 위에 두 번째 나노구조를 제조하는 것과 관련이 있습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2023/optical-coating-approa.mp4
출처: Anne Gärtner, Fraunhofer Institute for Applied Optics and Precision Engineering 및 Friedrich Schiller University Jena 이 기술을 사용하면 나노 구조의 굴절률을 조정하여 이중 나노 구조의 디자인을 맞춤화하여 넓은 스펙트럼 범위에서 매우 낮은 반사율을 달성할 수 있습니다.
연구원들은 분광 광도계로 획득한 반사율 측정과 가열된 물 위에 광학 부품의 반사 방지/김서림 방지 면을 고정한 후 얻은 김서림 측정을 사용하여 코팅 시스템의 반사 방지 및 김서림 방지 효과를 테스트했습니다. 이러한 실험실 테스트 는 다층 시스템이 넓은 스펙트럼 범위에 걸쳐 매우 낮은 반사율을 나타냄을 보여주었으며 이는 단일 나노구조에서는 불가능할 것입니다. 또한 나노구조는 코팅의 김서림 방지 특성에 영향을 미치지 않았습니다. 실제 애플리케이션 구조는 표준 플라즈마 이온 보조 코팅 기계에서 생성되기 때문에 새로운 접근 방식을 상업적 제조 공정에 쉽게 통합할 수 있습니다. 여러 LiDAR 프로토타입 시스템에 적용되는 것 외에도 코팅 기술은 이미 최첨단 스마트폰 카메라에 사용되고 있습니다.
연구원들은 이제 코팅 시스템을 자동차 부문의 적응형 조명 시스템이나 양자 컴퓨터 개발과 같은 다른 영역으로 이전할 수 있는 방법을 모색하고 있습니다. "광학 시스템은 점점 더 복잡해지고 있으며 따라서 이미지 품질에 대한 요구도 증가하고 있습니다."라고 Gärtner는 말했습니다. "나노 구조를 사용하면 기존 코팅으로는 종종 실현할 수 없는 인상적인 결과로 반사 방지 특성을 달성할 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 얻은 기본적인 이해를 바탕으로 우리는 나노 구조 코팅을 많은 실제 응용 분야에 적용할 수 있다고 확신합니다. "
추가 정보: Anne Gärtner 외, LiDAR 애플리케이션을 위한 김서림 방지 및 반사 방지 이중 나노 구조 결합 코팅, Applied Optics (2022). DOI: 10.1364/AO.476974 옵티카 제공
https://phys.org/news/2023-01-optical-coating-approach-fogging-unwanted.html
.Hubble finds hungry black hole twisting captured star into donut shape
허블, 굶주린 블랙홀 발견, 포획된 별을 도넛 모양으로 비틀다
Andrea Gianopoulos, NASA 고다드 우주비행센터 JANUARY 13, 2023
이 일련의 예술가 삽화는 블랙홀이 어떻게 우회하는 별을 삼킬 수 있는지 보여줍니다. 1. 보통의 별이 은하 중심의 초대질량 블랙홀 근처를 지나갑니다. 2. 별의 외부 가스는 블랙홀의 중력장으로 빨려 들어갑니다. 3. 조석력이 별을 잡아당기면서 별이 부서집니다. 4. 별의 잔해는 블랙홀 주변의 도넛 모양의 고리로 끌어당겨지고 결국 블랙홀로 떨어지며 엄청난 양의 빛과 고에너지 복사를 방출합니다. 크레딧: NASA, ESA, Leah Hustak(STScI)
블랙홀은 사냥꾼이 아니라 수집가입니다. 그들은 불운한 별이 지나갈 때까지 기다리고 있습니다. 별이 충분히 가까워지면 블랙홀의 중력이 별을 격렬하게 찢어버리고 강렬한 방사선을 내뿜으면서 가스를 엉성하게 삼켜 버립니다. NASA의 허블 우주 망원경을 사용하는 천문학자들은 별이 블랙홀에 삼켜지는 마지막 순간을 자세히 기록했습니다. 이를 "조수 붕괴 사건"이라고 합니다. 그러나 그 표현은 블랙홀과의 만남의 복잡하고 원시적인 폭력을 배반합니다. 별을 끌어당기는 블랙홀의 중력과 물질을 내뿜는 방사선 사이에는 균형이 있습니다.
즉, 블랙홀 은 지저분한 공룡입니다. 천문학자들은 변덕스러운 별이 중력의 심연 속으로 떨어질 때 어떤 일이 일어나는지 자세히 알아보기 위해 허블을 사용하고 있습니다. 허블은 AT2022dsb 조수 사건의 대혼란을 가까이에서 촬영할 수 없습니다. 우적우물 먹은 별이 은하 ESO 583-G004의 중심에서 거의 3억 광년 떨어져 있기 때문입니다. 그러나 천문학자 들은 수소, 탄소 등을 포함하는 파쇄된 별에서 나오는 빛을 연구하기 위해 허블의 강력한 자외선 감도를 사용했습니다. 분광기는 블랙홀 살인 사건에 대한 법의학적 단서를 제공합니다. 천문학자들은 다양한 망원경을 사용하여 블랙홀 주변에서 약 100개의 조수 붕괴 사건을 감지했습니다.
NASA는 최근 여러 고에너지 우주 관측소 에서 2021년 3월 1일에 또 다른 블랙홀 조수 붕괴 사건을 발견 했으며 다른 은하계에서 발생했다고 보고했습니다. 허블 관측과는 달리, 데이터는 별이 이미 조각난 후에 형성된 블랙홀 주변의 극도로 뜨거운 코로나에서 X선 빛으로 수집되었습니다. 천체 물리학 센터의 에밀리 엥겔탈러(Emily Engelthaler)는 "그러나 관측 시간을 감안할 때 자외선 에서 관찰되는 조석 현상은 여전히 매우 적다 . 자외선 스펙트럼에서 얻을 수 있는 정보가 많기 때문에 이는 정말 안타까운 일"이라고 말했다. 매사추세츠주 케임브리지에 있는 Harvard & Smithsonian(CfA). "우리는 파편이 무엇을 하고 있는지에 대한 이러한 세부 정보를 얻을 수 있기 때문에 흥분됩니다. 조석 현상은 블랙홀에 대해 많은 것을 알려줄 수 있습니다." 불운한 별의 상태 변화는 며칠 또는 몇 달 단위로 일어나고 있습니다. 중앙에 정지 상태의 초대질량 블랙홀이 있는 은하의 경우, 항성 파쇄는 100,000년마다 몇 번만 발생하는 것으로 추정됩니다.
이 AT2022dsb 스텔라 스낵 이벤트는 2022년 3월 1일 초신성에 대한 전천 자동 조사 (ASAS-SN 또는 "Assassin")에 의해 처음 포착되었습니다. , 변수 및 우리 우주를 형성하는 일시적인 이벤트. 이 강력한 충돌은 지구에 충분히 가까웠고 허블 천문학자들이 정상적인 시간보다 더 오랜 시간 동안 자외선 분광법을 수행할 수 있을 만큼 충분히 밝았습니다. "일반적으로 이러한 사건은 관찰하기 어렵습니다. 정말 밝을 때 중단이 시작될 때 몇 가지 관찰을 할 수 있습니다. 우리 프로그램은 무슨 일이 일어나는지 보기 위해 1년 동안 몇 가지 조수 사건을 살펴보도록 설계되었다는 점에서 다릅니다. "라고 CfA의 Peter Maksym은 말했습니다.
"우리는 이것을 매우 강렬한 블랙홀 강착 단계에서 관찰할 수 있을 만큼 일찍 이것을 보았습니다. 시간이 지남에 따라 강착률이 작은 물방울로 바뀌면서 강착률이 떨어지는 것을 보았습니다." 허블 분광 데이터는 한때 별이었던 매우 밝고 뜨거운 도넛 모양의 가스 영역에서 나온 것으로 해석됩니다. 토러스로 알려진 이 영역은 태양계의 크기이며 중앙의 블랙홀 주위를 소용돌이치고 있습니다. "우리는 그 도넛의 가장자리 어딘가를 보고 있습니다. 우리는 블랙홀에서 나오는 항성풍 이 우리를 향해 시속 2천만 마일(광속의 3%)의 속도로 우리를 향해 투사되고 있는 표면을 휩쓸고 있는 것을 보고 있습니다. "라고 막심은 말했다.
"우리는 여전히 사건에 대해 머리를 맞대고 있습니다. 별을 파쇄하면 블랙홀로 들어가는 이 물질이 생깁니다. 그래서 무슨 일이 일어나고 있는지 알고 있다고 생각하는 모델이 있습니다. 당신은 당신이 실제로 보는 것을 가지고 있습니다. 이것은 과학자들이 있을 수 있는 흥미로운 장소입니다: 바로 알려진 것과 알려지지 않은 것의 경계면에 있습니다." 이 결과는 워싱턴주 시애틀에서 열린 미국천문학회 241차 회의에서 보고됐다. 추가 정보: aas.org/meetings/aas241 NASA 고다드 우주비행센터 제공
https://phys.org/news/2023-01-hubble-hungry-black-hole-captured.html
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