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L’analyse de la lumière ‘lab-on-a-chip’ ouvre la porte à une utilisation généralisée des spectrophotomètres portables

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L’analyse de la lumière ‘lab-on-a-chip’ ouvre la porte à une utilisation généralisée des spectrophotomètres portables

spectromètre sur une lame. 1 crédit

Des scientifiques, dont un chercheur en matériaux à l’Oregon State University, ont développé un meilleur outil pour mesurer la lumière, contribuant à un domaine connu sous le nom de spectrophotométrie d’une manière qui pourrait tout améliorer, des caméras de smartphone à la surveillance de l’environnement.


L’étude, publiée aujourd’hui dans les sciencesdirigé par l’université finlandaise Aalto et a abouti à un petit projet très puissant spectromètre Convient à une puce électronique et est alimenté par l’intelligence artificielle.

La recherche a impliqué une classe relativement nouvelle de matériaux ultrafins connus sous le nom de semi-conducteurs 2D, et le résultat est un spectromètre de preuve de concept qui peut être facilement intégré dans une variété de technologies – y compris des plates-formes d’inspection de la qualité, des capteurs de sécurité, des analyseurs biomédicaux et des télescopes spatiaux. .

« Nous avons montré un moyen de construire des spectromètres beaucoup plus petits que ce qui est utilisé aujourd’hui », a déclaré Ethan Minot, professeur de physique à l’Ohio State University College of Science. « Les spectromètres mesurent l’intensité de la lumière à différentes longueurs d’onde et sont très utiles dans de nombreuses industries et dans tous les domaines scientifiques pour l’identification des échantillons et la caractérisation des matériaux. »

Minot a déclaré que les spectromètres traditionnels nécessitent des composants optiques et mécaniques volumineux, tandis que le nouvel appareil pourrait s’adapter au bout d’un cheveu humain. La nouvelle recherche suggère que ces composants pourraient être remplacés par de nouveaux matériaux semi-conducteurs et IA, permettant aux spectromètres d’être considérablement réduits par rapport aux plus petits existants, qui ont à peu près la taille d’un raisin.

Notre spectromètre ne nécessite pas d’assemblage optique séparé et composants mécaniques « Ou des conceptions matricielles pour diffuser et filtrer la lumière. De plus, ils peuvent atteindre une haute résolution similaire aux systèmes de pad mais dans un boîtier beaucoup plus petit », a déclaré Hon Han Yun, qui a dirigé l’étude avec son collègue de l’Université Aalto, Zhipei Sun Yoon.

Les chercheurs affirment que l’appareil est contrôlable électriquement à 100% en termes de couleurs de lumière qu’il absorbe, ce qui lui confère un énorme potentiel d’évolutivité et de facilité d’utilisation à grande échelle.

‘Fusionner directement dans des appareils portables Comme les smartphones, les drones peuvent améliorer notre quotidien. « Imaginez que la prochaine génération de Caméras de téléphones intelligents Il pourrait s’agir de caméras à ultra-spectre. »

Ces caméras hyperspectrales peuvent capturer et analyser des informations non seulement à partir de longueurs d’onde visibles, mais également permettre l’imagerie et l’analyse infrarouges.

« C’est excitant que notre spectromètre ouvre des possibilités pour toutes sortes de nouveaux outils et instruments de tous les jours pour faire de nouvelles sciences également », a déclaré Minot.

En médecine, par exemple, les spectrophotomètres sont déjà testés pour leur capacité à identifier des changements subtils dans les tissus humains tels que la différence entre les tumeurs et les tissus sains.

pour surveillance de l’environnementMinot a ajouté que les spectromètres peuvent détecter exactement quel type de pollution il y a dans l’air, l’eau ou la terre, et combien.

« Ce serait bien d’avoir des spectromètres portables à faible coût qui fassent le travail pour nous », a-t-il déclaré. « Et dans l’environnement éducatif, l’enseignement pratique des concepts scientifiques sera plus efficace avec des spectrophotomètres intégrés peu coûteux. »

Minot a déclaré qu’il existe également de nombreuses applications pour les amateurs scientifiques.

« Si vous êtes intéressé par l’astronomie, vous pourriez être intéressé à mesurer le spectre de lumière que vous collectez avec votre télescope et à obtenir ces informations qui identifient une étoile ou une planète », a-t-il déclaré. « Si la géologie est votre passe-temps, vous pouvez identifier les pierres précieuses en mesurant le spectre de lumière qu’elles absorbent. »

Minot pense qu’au fur et à mesure que les travaux sur les semi-conducteurs 2D progressent, « nous découvrirons rapidement de nouvelles façons d’utiliser leurs nouvelles propriétés optiques et électroniques ». La recherche sur les semi-conducteurs 2D n’est sérieuse que depuis douze ans, à commencer par l’étude du graphène, le carbone disposé dans un réseau en nid d’abeille d’un atome d’épaisseur.

« C’est vraiment excitant », a déclaré Minot. « Je pense que nous continuerons à faire des percées intéressantes en étudiant les semi-conducteurs 2D. »

Outre Minot, Yun et Sun, la collaboration comprenait des scientifiques de l’Université Jiao Tong de Shanghai, de l’Université du Zhejiang, de l’Université du Sichuan, de l’Université Yonsei et de l’Université de Cambridge, ainsi que d’autres chercheurs de l’Université Aalto.


Exploiter des informations visuelles cachées : un détecteur complet de milliers de couleurs


Plus d’information:
Hoon Hahn Yoon et al, Spectrophotomètre miniature avec jonction accordable de Van der Waals, les sciences (2022). DOI : 10.1126 / science.add8544. www.science.org/doi/10.1126/science.add8544

la citation: L’analyse de la lumière ‘lab-on-a-chip’ ouvre la porte à une utilisation généralisée des spectromètres portables (2022, 29 octobre) Récupéré le 29 octobre 2022 sur https://phys.org/news/2022-10-light-analyzing- lab-chip-door-wide.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif uniquement.

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

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Comment des physiciens américains ont joué à Dieu et ont créé un nouvel élément appelé Livermorium à l’aide d’un faisceau de particules de titane

Un scientifique du Lawrence Berkeley National Laboratory travaille sur un dispositif de séparation lors d’une expérience. Crédit image : Laboratoire national Lawrence Berkeley

Une équipe de scientifiques et de chercheurs du Lawrence Berkeley National Laboratory en Californie a récemment annoncé une réalisation révolutionnaire : la création du Livemorium, ou élément 116, à l’aide d’un faisceau de particules de titane.

C’est la première fois qu’un hépatique est fabriqué de cette manière, rapprochant les chercheurs de l’insaisissable « îlot de stabilité », où les éléments très lourds sont censés avoir une durée de vie plus longue, ce qui les rend plus faciles à étudier. Plus important encore, c’est la première fois qu’un objet extrêmement lourd est fabriqué de cette manière par des humains.

Rainer Kröcken, directeur des sciences nucléaires au Berkeley Lab, a exprimé son optimisme quant à la découverte, soulignant la nature collaborative de l’expérience. Il a déclaré que la production de l’élément 120, la prochaine cible, prendrait beaucoup plus de temps mais semblait désormais possible. Annoncé lors de la conférence Nuclear Structure 2024, l’article sera bientôt disponible sur le référentiel de prépublications arXiv et sera soumis à la revue Physical Review Letters.

Utilisation innovante d’une poutre en titane pour créer l’élément 116
Dans leur expérience, les scientifiques ont utilisé un faisceau de titane-50, un isotope spécifique, pour générer du Livemorium, ce qui en fait l’élément le plus lourd créé à ce jour au laboratoire de Berkeley. Ce laboratoire a une riche histoire de découverte d’éléments, qui a contribué à l’identification de 16 éléments allant du technétium (43) au seaborgium (106).

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Jacqueline Gates, qui a dirigé le dernier effort, a exprimé sa confiance dans les résultats, notant que les chances que les résultats soient une anomalie statistique sont très faibles. Le processus impliquait de chauffer le titane à environ 3 000 °F (1 649 °C) jusqu’à ce qu’il se vaporise. L’équipe a ensuite bombardé le titane vaporisé avec des micro-ondes, en enlevant 22 électrons et en préparant les ions pour l’accélération dans un cyclotron de 88 pouces au laboratoire de Berkeley.

Les ions de titane accélérés sont dirigés vers une cible de plutonium, des milliards d’ions frappant la cible chaque seconde. Ce bombardement intense a finalement créé deux atomes de Livermorium sur une période de 22 jours. L’utilisation du titane à cette fin représente une nouvelle technologie pour synthétiser des éléments plus lourds, car les éléments précédents de cette gamme, de 114 à 118, avaient été synthétisés à l’aide d’un faisceau de calcium 48.

Jennifer Burr, physicienne nucléaire au groupe des éléments lourds du Berkeley Lab, a souligné l’importance de cette méthode. La production de l’élément 116 à partir de titane valide cette nouvelle approche, ouvrant la voie à de futures expériences visant à produire des éléments plus lourds, comme l’élément 120.

Trouver l’article 120
Le succès de la création de l’élément 116 a ouvert la voie au prochain objectif ambitieux de l’équipe : créer l’élément 120. S’il est atteint, l’élément 120 sera l’atome le plus lourd jamais créé et fera partie de « l’îlot de stabilité », un groupe théorique d’éléments super-lourds de qui devrait être plus long que ceux découverts jusqu’à présent.

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Le laboratoire prévoit de commencer à tenter de créer l’élément 120 en 2025. Le processus devrait prendre plusieurs années, reflétant la complexité et les défis inhérents à cette recherche de pointe. Les physiciens explorent les limites du tableau périodique, s’efforçant de repousser les limites de la connaissance et de la compréhension humaines en explorant les limites de la stabilité atomique.

Cette réalisation majeure démontre non seulement la créativité des scientifiques du Berkeley Lab, mais ouvre également la voie à de futures découvertes dans le domaine des éléments super-lourds, qui pourraient ouvrir la voie à de nouvelles connaissances sur la nature fondamentale de la matière.

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

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L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques commence une étude coordonnée de l’atmosphère autour des exoplanètes naines de type M

La directrice de l’Institut des sciences spatiales et cosmiques, la Dre Jennifer Lutz, a accepté la recommandation principale du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques et a décidé de procéder à une étude à grande échelle des exoplanètes naines rocheuses de type M.

Le programme utilisera environ 500 heures du temps discrétionnaire du directeur sur le télescope spatial James Webb pour rechercher l’atmosphère de plus d’une douzaine de systèmes proches.

Près de 250 observations ultraviolettes en orbite avec le télescope spatial Hubble seront utilisées pour déterminer l’activité des étoiles hôtes. Les observations seront effectuées par une équipe de direction du Space Science Institute dirigée par le Dr Nestor Espinosa et soutenue par le Dr Hannah Diamond Lowe en tant qu’équipe adjointe.

L’Institut des sciences spatiales et cosmiques emploie également un comité consultatif scientifique externe pour donner des conseils sur tous les aspects du programme, y compris la sélection des cibles, la vérification des données et les interactions communautaires équitables. Les membres du comité consultatif scientifique seront représentatifs de la communauté exoplanétaire au sens large, couvrant un large éventail d’affiliations institutionnelles et d’étapes de carrière.

Le Space Science Institute annoncera bientôt la possibilité de soumettre des candidatures, y compris des auto-nominations. La contribution de la communauté sera sollicitée sur la liste des cibles ; Les plans d’observation seront publiés bien avant la date limite de GWebb IV.

Rapport du groupe de travail sur les initiatives exoplanétaires stratégiques avec le télescope spatial Hubble et le télescope spatial James Webb

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Astrobiologie

Membre de l’Explorers Club, ancien gestionnaire de charge utile de la Station spatiale de la NASA/biologiste spatial, homme de plein air, journaliste, ancien grimpeur, synesthésie, mélange de Na’vi, Jedi, Freeman et bouddhiste, langue des signes américaine, camp de base de l’île Devon et vétéran de l’Everest, (il /lui) 🖖🏻

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Découvrir les origines des cratères des dômes de Ganymède et Callisto

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Découvrir les origines des cratères des dômes de Ganymède et Callisto
Les articles des éditeurs sont des résumés de recherches récentes publiées par les éditeurs des revues de l’American Geophysical Union.
source: Journal de recherche géophysique : Planètes

le En voyageant Le vaisseau spatial a été le premier à observer les cratères du dôme central sur les lunes glacées Ganymède Et Callisto en 1979. Ces cratères étaient remarquables car ils étaient uniques à ces mondes glacés et étaient susceptibles de révéler des informations importantes sur la formation des lunes glacées et leur évolution interne.

Les dômes centraux sont plus larges, plus lisses et plus arrondis que les cratères centraux traditionnels (tels que ceux que l’on trouve sur la Lune ou sur d’autres corps rocheux). Ils ne se produisent également que dans des cratères de plus de 60 km de long et sont généralement plus grands qu’une autre classe de cratères appelés cratères centraux.

Ces indices ont conduit Kosi et coll. [2024] Nous utilisons un modèle numérique de l’évolution des cratères centraux en cratères à dôme central. La chaleur restante de l’impact lui-même est concentrée sous le cratère central, ce qui rend cette glace plus chaude et plus mobile que la glace environnante. Cette glace centrale en mouvement peut s’écouler et s’élever plus facilement en réponse au champ de pression créé par la topographie du cratère. La modélisation suggère que les dômes centraux pourraient se former relativement rapidement (dans un délai de 10 millions d’années) lorsqu’il y a un flux de chaleur global suffisant en provenance de Ganymède ou de Callisto.

Citation : Caussi, ML, Dombard, AJ, Korycansky, DG, White, OL, Moore, JM et Schenk, PM (2024). Les cratères de dôme sur Ganymède et Callisto peuvent s’être formés par relaxation topographique des cratères aidé par la chaleur d’impact résiduelle. Journal de recherche géophysique : Planètes129, e2023JE008258. https://doi.org/10.1029/2023JE008258

—Kelsey Singer, rédactrice adjointe, JGR : Planètes

Texte © 2024. Les auteurs. CC BY-NC-ND 3.0
Sauf indication contraire, les images sont soumises au droit d’auteur. La réutilisation est interdite sans l’autorisation expresse du titulaire des droits d’auteur.

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