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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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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

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Les astronomes présentent un nouveau modèle pour la formation de planètes « flottantes » récemment découvertes

La découverte récente d’une nouvelle classe potentielle de planètes lointaines et mystérieuses « flottantes » a suscité l’intérêt des astronomes depuis que de nouvelles images époustouflantes prises par le télescope spatial James Webb ont été partagées à la fin de l’année dernière.

Ces planètes candidates, connues sous le nom d'objets binaires de masse Jupiter (JuMBO), semblent tourner autour les unes des autres car elles flottent librement dans l'espace, sans être attachées à aucune étoile, ce qui contredit les théories dominantes sur le fonctionnement des systèmes planétaires.

Aujourd'hui, une nouvelle étude révolutionnaire réalisée par une équipe d'astrophysiciens de l'UNLV et de l'Université de Stony Brook a été publiée le 19 avril dans la revue Astronomie naturelleIl fournit un modèle convaincant de la façon dont ces organismes massifs se sont formés.

L’équipe a utilisé des techniques avancées, connues sous le nom de simulations directes à N corps, pour explorer comment les interactions au sein d’amas d’étoiles denses pourraient éjecter des planètes géantes qui restent liées entre elles par la gravité lorsqu’elles dérivent à travers la galaxie. Cette recherche importante fournit un modèle sur la façon dont ces mystérieux binaires se forment, comblant ainsi une lacune critique dans notre compréhension de l’évolution planétaire.

« Nos simulations montrent que des rencontres stellaires rapprochées pourraient éjecter spontanément des paires de planètes géantes de leurs systèmes d'origine, les obligeant à orbiter l'une autour de l'autre dans l'espace », a déclaré l'auteur de l'étude Yihan Wang, chercheur postdoctoral au Centre d'astrophysique du Nevada à l'UNLV. « Ces résultats pourraient changer radicalement notre perception de la dynamique planétaire et de la diversité des systèmes planétaires de notre univers. »

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La recherche indique que de tels événements sont plus susceptibles de se produire au sein d’amas d’étoiles densément peuplés, ce qui suggère que les planètes binaires flottantes pourraient être plus courantes qu’on ne le pensait auparavant. Les propriétés de ces paires planétaires, telles que leur séparation et leur excentricité orbitale, fournissent de nouvelles informations sur les conditions environnementales violentes qui influencent la formation des planètes.

« Il présente les interactions stellaires dynamiques comme un facteur important dans le développement de systèmes planétaires inhabituels dans des environnements stellaires denses », a déclaré Rosalba Perna, co-auteur de l'étude et professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Stony Brook.

Selon les chercheurs, ces nouveaux travaux élargissent nos connaissances sur la formation planétaire et ouvrent également la voie à de futures observations utilisant le télescope spatial James Webb (JWST), qui pourraient fournir davantage de preuves à l'appui des prédictions de l'équipe.

« Comprendre la formation d'objets massifs nous aide à remettre en question et à améliorer les théories dominantes sur la formation planétaire », a déclaré Zhaohuan Zhu, astrophysicien à l'UNLV et co-auteur de l'étude. « Les observations du télescope spatial James Webb peuvent nous aider à y parvenir, en fournissant de nouvelles informations avec chaque observation qui nous aideront à mieux formuler de nouvelles théories sur la formation des planètes géantes. »

À propos du papier

« Planètes binaires flottant librement suite à leur éjection lors de rencontres stellaires rapprochées», a été publié le 19 avril dans le magazine Astronomie naturelle.

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Aperçu de la croissance des plantes et des maladies humaines

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Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée. une, Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm. Brelatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels. sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres (s <0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.mC Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2 Définit une mutation dans Paul F. . Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:Plantes naturelles

(2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 ×

Fermer Un criblage de suppresseur génétique identifie le RdDM comme une voie majeure pour le silençage épigénétique induit par une expansion répétée.une , Phénotypes (indiqués par leurs identifiants d'écran d'origine) des suppresseurs isolés par rapport à Bur-0. Les feuilles irrégulièrement faibles sont marquées par des flèches blanches chez le type sauvage Bur-0. Barres d'échelle, 2 cm.B relatif III1 Niveaux d'expression de suppresseurs de gènes identifiés par criblage génétique. Les nombres représentent les identifiants d'écran d'origine et les gènes correspondants identifiés après le clonage sont indiqués ci-dessous. Niveaux d'expression moyens basés sur trois répétitions biologiques pour chaque lignée (à l'exclusion de Bur-0 et fug1 n = 5 et 4, respectivement). Astérisques Indiquez les points de données individuels.sLes valeurs sont basées sur une analyse de variance unidirectionnelle avec le test post hoc de Tukey, et les polices avec des lettres différentes sont significativement différentes les unes des autres ( s<0,05). Les barres d'erreur représentent s.e.m C Exemple d'analyse SHOREmap utilisant 44-2Définit une mutation dans Paul F.. Les allèles à haute fréquence (> 0,85) sont colorés en rouge et les croix rouges représentent les allèles causals putatifs. crédit:

Plantes naturelles (2024). est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5 Les biologistes de l'Université Monash ont mis en lumière les mécanismes moléculaires complexes responsables de l'inactivation des gènes provoquée par des répétitions étendues dans une étude internationale. publiéaujourd'hui dans

Plantes naturelles

.

Ce phénomène a été associé à un certain nombre de maladies génétiques, notamment l'ataxie de Friedreich chez l'homme, et provoque des anomalies de développement chez des plantes telles qu'Arabidopsis thaliana.

La recherche vise à comprendre le mécanisme par lequel les répétitions amplifiées provoquent l’inactivation des gènes, une procédure clé pour contrôler l’expression des gènes.

Les nouveaux composants nécessaires à ce processus de mise au silence ont été découverts par des chercheurs à l'aide d'un modèle végétal qui présente des symptômes de défauts de croissance à des températures plus élevées mais pas à des températures plus basses.

La protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 ont été identifiés comme les trois acteurs les plus importants, selon l'étude.

« Ces protéines se réunissent pour créer une unité de base requise pour l'inactivation des gènes résultant d'une expansion répétée », a déclaré le Dr Sridevi Sureshkumar, auteur principal de l'étude, qui dirige le groupe de recherche génétique du groupe de recherche fondamentale de l'école des sciences biologiques de l'université Monash.

« Notre recherche révèle le rôle essentiel que jouent ces protéines dans la coordination de l'inactivation génique résultant de répétitions étendues », a déclaré le Dr Sureshkumar.

« La connaissance de ces systèmes fait non seulement progresser notre compréhension de la biologie végétale, mais donne également un aperçu des maladies humaines », a-t-elle déclaré.

Au cours de la recherche, des méthodes modernes de criblage génétique et des tests à deux hybrides sur levure ont été utilisés afin de déterminer que FUG1, une protéase SUMO non caractérisée, joue un rôle important dans l’inactivation des gènes. Après une analyse plus approfondie, il a été démontré que FUG1 interagissait avec AL3, un lecteur d'histone connu pour se lier à des marques d'histone spécifiques associées à une expression génique efficace.

De plus, les chercheurs ont découvert que la protéine AL3 interagit avec LHP1, une protéine chromodomaine qui joue un rôle dans la propagation des marques d'histone restreintes. L'inversion de l'inactivation des gènes et la suppression des symptômes associés à une expansion récurrente se sont produites en raison de la perte de fonction de l'un de ces composants au cours de l'expérience.

« Ces résultats mettent en valeur l’importance des modificateurs post-traductionnels et des lecteurs d’histone dans la régulation épigénétique », a déclaré le Dr Sureshkumar.

Elle a déclaré : « Notre étude ouvre la voie à des recherches plus approfondies sur le rôle de ces protéines dans divers processus biologiques et maladies humaines. »

« Les résultats représentent non seulement des conséquences potentielles pour la santé humaine, mais contribuent également à notre compréhension de la biologie végétale, qui est déjà avancée. »

Le Dr Sureshkumar, qui a dirigé cette étude internationale incluant des institutions du Royaume-Uni, de Chine, du Canada, d'Inde et d'Australie, a déclaré que la collaboration multinationale les avait aidés à progresser dans divers aspects de cette recherche.
Le Dr Sureshkumar a déclaré que cette recherche pourrait ouvrir la voie au développement de nouvelles techniques thérapeutiques ciblant la dérégulation épigénétique chez les personnes atteintes de maladies génétiques. Plus d'information:Sridevi Sureshkumar et al, la protéase SUMO FUG1, le lecteur d'histone AL3 et la protéine chromodomaine LHP1 font partie intégrante du silençage génique induit par l'expansion de la réplication chez Arabidopsis thaliana. Plantes naturelles

(2024).
est ce que je: 10.1038/s41477-024-01672-5


Informations magazine : Plantes naturelles

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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

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L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

L'Université Tsinghua développe des techniques de construction d'habitats lunaires

Par Simon Mansfield

Sydney, Australie (SPX), 19 avril 2024






L'exploration de la construction d'habitats lunaires par l'Université Tsinghua met en évidence la transition de la simple exploration à la construction et à l'utilisation réelles sur la Lune, en mettant l'accent sur le durcissement du régolithe in situ. Avec près de 20 technologies différentes évaluées pour créer des matériaux à base de régolithe, l'examen du professeur Feng fournit une classification et une évaluation systématiques, identifiant les défis importants et les orientations pour les progrès futurs.

La recherche classe les techniques de durcissement des régolithes en quatre groupes en fonction de leurs mécanismes de liaison et de consolidation : durcissement par réaction (RS), frittage/fusion (SM), durcissement par liaison (BS) et formation de confinement (CF). Chaque gamme et technologie spécifique est soigneusement mesurée en termes de paramètres de processus et de performances, mettant en valeur ses diverses exigences et capacités.

La solidification réactive implique la liaison des particules de régolithe avec des composés réactifs et repose en grande partie sur des matériaux transportés par fusée, le régolithe représentant 60 à 95 % du mélange. Processus de frittage/fusion du régolithe à des températures élevées, dépassant souvent 1 000 °C, ce qui pose d’importants défis énergétiques et opérationnels. Le durcissement par liaison utilise des liants pour le collage, nécessitant moins de temps et des températures plus basses, tandis que la formation par confinement utilise un tissu pour créer des composants de sac régolithe à haute résistance, bien qu'ils puissent manquer de résistance à la compression.

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L'étude présente la méthode 8IMEM pour évaluer ces technologies, en utilisant huit indicateurs pour mesurer leur efficacité et leur adéquation à la construction de la Lune. Le remplissage Regolith occupe la première place, réduisant la consommation de ressources et d'énergie tout en permettant une configuration rapide des composants. Les technologies solaires de frittage/fusion et de fusion fonctionnent également bien, ces dernières utilisant l’énergie solaire directement dans une construction rentable.

La recherche est conforme aux objectifs progressifs des Stations internationales de recherche lunaire, établissant un plan de développement en quatre phases : laboratoire, station de recherche, hébergement et habitat, chacune étant spécifiquement conçue pour répondre à des besoins de construction et fonctionnels spécifiques. Les données quantitatives soutiennent l'utilisation de la technologie régolithe pour construire des bases lunaires, fournissant ainsi un modèle fonctionnel pour les futurs habitats lunaires.



Rapport de recherche:Construction lunaire in situ à grande échelle : évaluation quantitative des techniques de durcissement des régolithes


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