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Déterminer la sélectivité et les détails mécanistes des étapes d’extraction

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Déterminer la sélectivité et les détails mécanistes des étapes d’extraction

Les processus de l’étape d’extraction ont été bien couverts dans la littérature, mais un manque d’intérêt pour le mécanisme de ces systèmes prive les chercheurs des informations nécessaires pour évaluer leur utilisation actuelle et future.

Un nouvel article de Colin F. Ball du département de chimie de la Wayne State University à Detroit, MI, États-Unis, évite de discuter des processus d’extraction dans la préparation des échantillons en faveur de l’examen de la sélectivité de l’étape d’extraction, dans l’espoir de faire la lumière sur les détails mécanistes (1) .

L’ouvrage de Paul, publié dans Journal de chromatographie A, suggère que d’autres articles de revue axés sur des caractéristiques spécifiques de l’étape d’extraction ont largement couvert les processus, mais le manque d’attention portée au mécanisme ne donne pas aux parties intéressées suffisamment d’informations pour envisager les applications actuelles et futures de l’étape. propose un modèle de paramètre de solubilité, qui caractérise généralement les systèmes d’extraction biphasiques en ce qui concerne leur capacité aux interactions intermoléculaires dans la phase solutée, y compris la dispersion, le type dipôle, la liaison hydrogène et les interactions solvant-phase de formation de cavité, telles que la cohésion.

Cette approche, a-t-il dit, compare les phases d’extraction liquide et solide de manière égale et explique la sélectivité des composés cibles en utilisant l’extraction par solvant, l’extraction liquide-liquide (LLE) et l’extraction en phase solide (SPE) dans un gaz, un solide ou un liquide. phase.

Généralement, l’extraction fait référence à l’isolement de composés cibles lors de leur transition d’une étape à la suivante pour une évaluation plus approfondie. La sélectivité est déterminée, dans ce cas, par la concentration en composés cibles dans l’étape d’extraction par rapport à la concentration de la matrice, ou en composés n’apportant pas l’information recherchée. Les discussions sur l’éclectisme penchent régulièrement vers la spécificité, qui, selon Paul, sert à fournir une évaluation, mais pas une classification. Il postule que plusieurs facteurs doivent être explicables : quelles méthodes sont peu susceptibles de réussir, la comparaison des méthodes d’extraction de différentes technologies, l’optimisation des conditions de travail, la compréhension des propriétés de sorption et, encore une fois, la fourniture de détails mécanistes.

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En utilisant le modèle de coefficient de solubilité, Paul a constaté que certains problèmes dans la caractérisation des adsorbants classiques, tels que le carbone et les oxydes inorganiques, avaient été identifiés, tandis que d’autres étapes d’extraction pouvaient être décrites avec succès. Dans les échantillons aqueux, l’extraction sélective était contrôlée par les propriétés de l’eau, ce qui limitait la modulation des interactions intermoléculaires tandis que les échantillons non aqueux présentaient une plus grande gamme sélective. Paul a découvert que l’eau était plus cohésive et acide à liaison hydrogène que certaines autres phases d’extraction couramment utilisées, et était un concurrent sérieux dans les réactions de type dipôle.La dispersion était le principal mécanisme d’extraction pour les échantillons de phase, avec des phases d’extraction à sélectivité plus faible généralement utilisées, et puis amélioré.

Bien qu’il soit encore pâle par rapport à la quantité de littérature disponible sur les extractions, cet article entame au moins la conversation sur la sélectivité et les façons dont elle peut être évaluée.

référence

(1) Poole, C.F. Activité sélective des systèmes d’extraction. chromatogène. une 2023Et 1695463939. DOI : 10.1016/j.chroma.2023.463939

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La formation par simulation basée sur l’IA améliore les performances humaines dans les exosquelettes robotiques

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Des chercheurs de l’Université d’État de Caroline du Nord ont démontré une nouvelle méthode qui exploite l’intelligence artificielle (IA) et les simulations informatiques pour entraîner des exosquelettes robotiques afin d’aider de manière indépendante les utilisateurs à économiser de l’énergie lorsqu’ils marchent, courent et montent les escaliers.

« Ce travail propose et démontre un nouveau cadre d’apprentissage automatique qui comble le fossé entre la simulation et la réalité pour contrôler de manière autonome des robots portables afin d’améliorer la mobilité et la santé des humains », explique Hao Su, auteur correspondant d’un article sur les travaux qui seront publiés. Le 12 juin dans le magazine nature.

« Les exosquelettes ont un énorme potentiel pour améliorer les performances des locomotives humaines », déclare Su, professeur agrégé de génie mécanique et aérospatial à l’Université d’État de Caroline du Nord. « Cependant, leur développement et leur déploiement à grande échelle sont limités par de longues exigences en matière de tests humains et par des lois sur la surveillance manuelle.

« L’idée de base ici est que l’IA incorporée dans l’exosquelette portable apprend à aider les gens à marcher, courir ou grimper dans une simulation informatique, sans nécessiter aucune expérience », explique Su.

Plus précisément, les chercheurs se sont concentrés sur l’amélioration du contrôle autonome dans les systèmes d’IA incorporés, c’est-à-dire les systèmes dans lesquels le logiciel d’IA est intégré à la technologie des robots physiques. Ce travail visait à enseigner aux exosquelettes robotiques comment aider les personnes en bonne santé à effectuer divers mouvements. En règle générale, les utilisateurs doivent passer des heures à « entraîner » l’exosquelette afin que la technologie sache quelle force est nécessaire – et quand appliquer cette force – pour aider les utilisateurs à marcher, courir ou monter les escaliers. La nouvelle méthode permet aux utilisateurs de profiter immédiatement des exosquelettes.

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« Ce travail fait de la science-fiction une réalité, permettant aux gens de dépenser moins d’énergie tout en effectuant diverses tâches », explique Su.

« Nous avons développé une méthode pour former et contrôler des robots portables qui profitent directement aux humains », explique Xuzhen Lu, premier auteur de l’article et ancien chercheur postdoctoral à NC State. Luo est maintenant professeur adjoint à l’Université aéronautique Embry-Riddle.

Par exemple, lors de tests sur des humains, les chercheurs ont découvert que les participants à l’étude utilisaient 24,3 % d’énergie métabolique en moins lorsqu’ils marchaient avec un exosquelette robotique que lorsqu’ils marchaient sans exosquelette. Les participants ont utilisé 13,1 % d’énergie en moins lorsqu’ils couraient dans l’exosquelette et 15,4 % d’énergie en moins lorsqu’ils montaient les escaliers.

« Il est important de noter que ces réductions de puissance comparent les performances de l’exosquelette robotique à celles d’un utilisateur ne portant pas l’exosquelette », explique Su. « Cela signifie qu’il s’agit d’une mesure réelle de la quantité d’énergie économisée par l’exosquelette. »

Bien que cette étude se soit concentrée sur le travail des chercheurs auprès de personnes en bonne santé, la nouvelle méthode s’applique également aux applications d’exosquelettes robotiques visant à aider les personnes à mobilité réduite.

« Notre cadre peut offrir une stratégie généralisable et évolutive pour le développement rapide et l’adoption généralisée d’une variété de robots d’assistance pour les personnes en bonne santé et à mobilité réduite », explique Su.

« Nous en sommes aux premiers stades de tests des performances de la nouvelle méthode sur des exosquelettes robotiques utilisés par des personnes âgées et des personnes souffrant de troubles neurologiques, tels que la paralysie cérébrale. Nous souhaitons également explorer comment cette méthode peut améliorer les performances des dispositifs prothétiques robotiques. pour la population amputée.

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Cette recherche a été menée avec le soutien de la National Science Foundation sous les prix n° 1944655 et 2026622 ; Institut national de recherche sur le handicap, la vie indépendante et la réadaptation, dans le cadre de la bourse 90DPGE0019 et de la bourse de recherche suisse SFGE22000372 ; et les National Institutes of Health, sous le prix 1R01EB035404.

Shuzhen Luo et Hao Su sont co-inventeurs de la propriété intellectuelle liée au contrôleur évoquée dans ce travail. Su est également co-fondateur et détient un intérêt financier dans Picasso Intelligence, LLC, qui développe des exosquelettes.

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La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

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La NASA et Boeing évaluent les effets potentiels des fuites d’hélium sur le Starliner

La capsule Starliner de Boeing poursuit une inspection approfondie lors de sa toute première mission d’astronaute.

Starliner a été lancé le 5 juin, transportant les astronautes de la NASA Butch Wilmore et Sonny Williams vers la Station spatiale internationale (ISS) pour une croisière connue sous le nom de Crew Flight Test (CFT).

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ; Voici tout ce que vous devez savoir

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La NASA partage une superbe image de la galaxie spirale poussiéreuse NGC 4414 ;  Voici tout ce que vous devez savoir

L’agence spatiale américaine National Aeronautics and Space Administration (NASA) a publié une image époustouflante de la galaxie spirale poussiéreuse appelée NGC 4414. L’image a été prise par le télescope spatial Hubble de la NASA dans le cadre du projet majeur HST sur l’échelle de distance extragalactique en 1995.

Le télescope spatial Hubble, lancé en 1990, a modifié la compréhension fondamentale de l’univers, passant de la détermination de la composition atmosphérique des planètes en orbite autour d’autres étoiles à la découverte de l’énergie noire.

Revenant sur la galaxie spirale poussiéreuse, la NASA Hubble déclare : « Sur la base de mesures précises de la luminosité des étoiles variables (étoiles dont la luminosité fluctue) dans NGC 4414, les astronomes ont déterminé que la galaxie se trouve à 60 millions d’années-lumière. »

Elle a ajouté : « Ces informations ont aidé les scientifiques à mieux comprendre le taux d’expansion de notre univers, et nous en avons appris davantage sur la distance et la taille de nombreux objets cosmiques, et même sur l’âge de l’univers lui-même. »

En parlant de l’image partagée par la NSA Hubble, NGC 4414 est une galaxie spirale avec sa composition d’étoiles distincte dans ses différentes régions. Dans leurs régions centrales se trouvent une abondance d’étoiles jaunes et rouges, une caractéristique souvent associée aux amas d’étoiles plus anciens que l’on trouve généralement dans les galaxies spirales.

Dans les régions extérieures, NGC 4414 apparaît plus bleue. La NASA affirme que cette couleur bleuâtre indique la présence d’étoiles plus jeunes et plus chaudes, indiquant une formation d’étoiles en cours dans ces régions. L’image partagée par la NASA montre NGC 4414 comme une grande galaxie spirale avec un noyau jaune lumineux et des bras spiraux tentaculaires décorés de poussière brun foncé et d’amas d’étoiles.

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Selon la NASA Hubble, étant donné que la taille de la galaxie dépassait la capacité des détecteurs WFPC2, seule la moitié de NGC 4414 était visible dans les ensembles de données collectées par les astronomes dans le cadre du projet principal en 1995. Cependant, en 1999, l’équipe Hubble Legacy a revisité NGC. 4414 Et remplissez-le. Dans la partie manquante de son image en observant l’autre moitié en utilisant les mêmes filtres utilisés en 1995.

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Publié : 12 juin 2024, 07h16 IST

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