Connect with us

science

Un nouveau paradigme ouvre la voie à des dispositifs optiques durables

Published

on

Un nouveau paradigme ouvre la voie à des dispositifs optiques durables

Une nouvelle étude réalisée montre comment les coquilles vitreuses des diatomées ont tendance à aider ces organismes microscopiques à effectuer la photosynthèse dans des conditions sombres..

Une nouvelle étude optique révèle comment les coquilles vitreuses des diatomées aident ces organismes unicellulaires à photosynthétiser même dans des conditions sombres. Leurs coquilles contiennent des trous qui modifient le comportement de la lumière en fonction de leur taille, de leur espacement et de leur composition. Crédit photo : Santiago Bernal, Université McGill

Une meilleure compréhension de la façon dont ces phytoplanctons ont tendance à récolter et à communiquer avec la lumière pourrait conduire à l’amélioration des capteurs, des cellules solaires et des composants photovoltaïques.

Le modèle informatique et la boîte à outils que nous avons développés pourraient ouvrir la voie à des dispositifs optiques durables et manufacturables à grande échelle et à des outils de collecte de lumière plus efficaces basés sur des coquilles de diatomées.. Cela pourrait être utilisé dans des dispositifs biomimétiques de capteurs, de nouvelles technologies de communication ou des moyens abordables de produire de l’énergie propre.

Santiago Bernal, membre de l’équipe de recherche, Université McGill

Les diatomées sont des organismes unicellulaires présents dans la plupart des plans d’eau. Leurs coquilles sont voilées dans des trous qui réagissent différemment à la lumière en fonction de leur espacement, de leur taille et de leur composition.

dans la revue Matériel visuel ExpressLes scientifiques, dirigés par David V. Plant et Mark Andrews de l’Université McGill, rapportent l’étude visuelle initiale de la coquille complète d’une diatomée. Ils ont examiné comment différentes sections du cortex, ou frustule, réagissaient à la lumière du soleil et comment cette réponse était liée à la photosynthèse.

READ  L'étoile lointaine TOI-700 a deux planètes potentiellement habitables en orbite autour d'elle - espère-t-elle rechercher la vie ?

« Sur la base de nos découvertes, nous estimons que les granules pourraient contribuer à une augmentation de 9,83 % de la photosynthèse, en particulier lors de la transition d’un ensoleillement élevé à un faible ensoleillement.. Notre modèle est le premier à expliquer le comportement optique d’un champ entier. Par conséquent, cela contribue à l’hypothèse que les granules favorisent la photosynthèse chez les diatoméesC’est ce qu’a déclaré Yannick de Melo, premier auteur de l’article.

Combinez microscopie et simulation

Les diatomées ont évolué pendant des millions d’années pour survivre dans n’importe quel environnement aquatique. Sa coquille se compose de plusieurs régions qui travaillent collectivement pour récolter la lumière du soleil. Afin de mieux comprendre la photoréponse des frustules de diatomées, les scientifiques ont combiné des simulations photométriques computationnelles avec diverses méthodes de microscopie.

Les scientifiques ont commencé par imager la structure du fristol à l’aide de quatre méthodes de microscopie à haute résolution : la microscopie électronique à balayage, la microscopie à fond noir, la microscopie optique à champ proche et la microscopie à force atomique. De plus, ils ont utilisé ces images pour informer un ensemble de modèles construits par des scientifiques pour examiner chaque partie du frustule à travers une simulation 3D.

À l’aide de ces simulations, les scientifiques ont analysé comment les différentes couleurs de la lumière du soleil communiquent avec les structures et ont identifié trois mécanismes principaux de collecte de l’énergie solaire : la redistribution, la capture et la rétention. Cette méthode leur a permis de combiner les différentes idées photosynthétiques de la pierre et de montrer comment elles fonctionnent collectivement pour aider à mener à bien le processus de photosynthèse.

Nous avons utilisé différentes simulations et techniques de microscopie pour examiner chaque composant séparément. Nous avons ensuite utilisé ces données pour construire une étude de la façon dont la lumière interagit avec la structure, à partir du moment où elle est captée, jusqu’à où elle est distribuée ensuite, combien de temps elle est retenue, et jusqu’au moment où elle est susceptible d’être absorbée par la cellule. ..

Yannick de Mello, auteur principal de l’étude, Département de génie électrique et des communications, Université McGill

Promouvoir la photosynthèse

L’étude a révélé que les longueurs d’onde avec lesquelles le cortex interagissait correspondaient aux longueurs d’onde qui étaient absorbées au moment de la photosynthèse. Cela indique qu’il pourrait être développé pour aider à capter la lumière du soleil. Les scientifiques ont également découvert que différentes régions des granules peuvent redistribuer la lumière pour l’absorber dans toute la cellule.

READ  LightSail 2 est dans l'espace depuis 30 mois - ouvrant la voie à de futures missions de planeur solaire

Cela indique que le revêtement a évolué pour améliorer l’exposition de la cellule à la lumière ambiante. De plus, leurs découvertes ont indiqué que la lumière circule longtemps dans les gelées pour faciliter la photosynthèse pendant les périodes de transition allant de la haute à la basse lumière.

Un modèle de frustule nouvellement développé pourrait permettre de cultiver des espèces de diatomées qui ont tendance à récolter la lumière à différentes longueurs d’onde, leur permettant ainsi d’être adaptées à des applications spécifiques.

Les mécanismes de collecte de lumière des diatomées peuvent être utilisés pour améliorer l’absorption des panneaux solaires en permettant à la lumière du soleil d’être collectée à plus d’angles, supprimant ainsi partiellement la dépendance du panneau à faire face directement au soleil..

Santiago Bernal, membre de l’équipe de recherche, Université McGill

Les scientifiques travaillent actuellement à affiner leur modèle et prévoient d’utiliser leur nouvelle boîte à outils pour étudier d’autres types de diatomées. Ensuite, ils ont prévu d’étendre le modèle au-delà des interactions de la lumière au sein d’un seul frustule pour analyser les comportements causés par la multitude de frottements.

Référence de la revue :

D’Mello, Y. et al. (2022) Mécanismes de récupération d’énergie solaire à partir de frustules Nitzschia filiformis diatomées. doi.org/10.1364/OME.473109.

la source: https://www.optica.org/en-us/home/

Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Votre adresse e-mail ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *

science

Une orque solitaire tue un grand requin blanc en moins de deux minutes

Published

on

Une orque solitaire tue un grand requin blanc en moins de deux minutes
Une attaque tribord sur le Great White s'est terminée en quelques secondes (Photos : Christian Stopforth/Alison Towner et autres)

L'éviscération rapide d'un grand requin blanc à Mossel Bay, en Afrique du Sud, a changé la façon dont la science perçoit la prédation des grands requins blancs par les épaulards.


par

L'épaulard connu sous le nom de Starboard – qui fait partie d'un duo qui terrorise les grands requins blancs en Afrique du Sud depuis près d'une décennie – a été vu en train de tuer et de retirer chirurgicalement le foie d'un grand requin blanc – par lui-même – en moins de deux minutes. . C’est la première fois qu’une orque solitaire est documentée en train de tuer.

On pense que les épaulards mâles, connus sous le nom de Port et Tribord – du nom de la façon dont leurs nageoires dorsales battent dans des directions opposées – étaient des prédateurs des grands bélugas de la région depuis 2015, les premières preuves ayant été publiées en 2017. On pensait auparavant qu'ils poursuivaient leurs proies ensemble ou dans le cadre d'un groupe plus large comprenant jusqu'à six animaux.

La dernière observation, survenue à Mossel Bay en juin 2023, a été publiée dans une revue Journal africain des sciences marinespar une équipe dirigée par le Dr Alison Towner, de l'Université de Rhodes en Afrique du Sud, qui étudie la grande prédation blanche dans la région depuis le début de la frénésie meurtrière à bâbord et à tribord.

« Les épaulards, ou orques, coopèrent généralement lorsqu'ils chassent, bien qu'ils puissent chasser seuls », a déclaré Towner. « L'aspect inhabituel était de voir le tribord attraper un requin blanc tout seul et dans un laps de temps remarquablement court. »

READ  La recherche montre que les araignées sociales ont différentes façons de chasser en groupe

le Fondation du patrimoine terrestre Vidéo documentant l'attaque sans précédent

L'étude note que bâbord et tribord ont été aperçus dans la zone autour de Mossel Bay le 18 juin, avec une « tache de surface visible » et une « odeur distincte de foie de requin » dans l'eau – ce qui suggère que les épaulards avaient déjà tué un requin. Au moins plus tôt dans la journée.

Plus tard dans l'après-midi, un petit animal blanc d'environ 2,5 mètres de long a été repéré à la surface. Celui de tribord serait apparu directement derrière lui, après quoi il « a saisi la nageoire pectorale gauche du requin et l'a poussé plusieurs fois vers l'avant avec le requin avant de finalement l'éviscérer ».

Des témoins de l’incident ont rapporté qu’après l’éventration, Maimana s’est approchée de leur bateau et qu’un « morceau de foie sanglant de couleur pêche est apparu dans sa bouche ».

Cette observation a changé la façon dont les scientifiques envisagent la façon dont les épaulards chassent les grands requins. Bien qu'il ne soit pas rare que les épaulards se chassent eux-mêmes, c'est la première fois que ce comportement est associé à la prédation des grands poissons blancs.

En 2019, Port a été vu portant le corps d'un baleinier en bronze dans sa bouche. Le journal affirme donc que l'âge et la taille du requin sont importants pour déterminer la stratégie de chasse aux épaulards : il ne mesure que 2,5 mètres de long et pèse 100 kg. Le grand requin blanc juvénile présente peu de défi physique pour l'orque mâle adulte, qui peut atteindre plus de 8,5 mètres de long et peser plus de cinq tonnes.

READ  Les forêts multi-espèces démontrent une efficacité carbone 70 % supérieure
Des épaulards noirs s'approchent du bateau transportant du foie de grand requin blanc
Tribord s'approchant du bateau des observateurs avec sa tasse (Photo : Francesca Romana Romero/Alison Towner) et autres)

Cependant, une grande femelle à queue blanche pourrait peser plus de 5 mètres et 2 000 grammes et constituerait un défi plus sérieux pour les épaulards – même si à en juger par le nombre de carcasses de requins trouvées au fil des ans, ce n'est clairement pas beaucoup.

« Cette observation a révélé des preuves de chasse solitaire par au moins un épaulard, remettant en question les comportements de chasse coopératifs traditionnels connus dans la région », a déclaré Towner. « Il s'agit d'informations révolutionnaires sur le comportement prédateur de cette espèce, et nos résultats contribuent de manière significative à la compréhension mondiale de la dynamique de prédation des épaulards, en faisant progresser la connaissance des écosystèmes marins et des relations prédateurs-proies. »

La présence de bâbord et de tribord autour de la côte sud de l'Afrique du Sud a eu un impact significatif sur l'importante population blanche de la région. False Bay, autrefois un haut lieu de la plongée en cage blanche, était pratiquement dépourvue de l'espèce depuis 2017, jusqu'à ce qu'une vague d'observations en novembre 2023 signale son retour.

Les deux hommes sont devenus des célébrités locales et bénéficiaient probablement de l'attention des médias – à en juger par le comportement de Starboard après le meurtre.

« L’autre chose étonnante de cette observation, c’est que l’épaulard est venu avec le foie dans la bouche et s’est dirigé vers le bateau. [that witnessed the attack]Towner a dit Entretien avec Sky News. « Ils ont eu un aperçu direct de ce à quoi ça ressemble – c'est plutôt cool. » Le silence des agneaux-nid!'

READ  Parmi les milliers d'exoplanètes connues, les astronomes désignent trois étoiles qui sont en réalité des étoiles

Le document s’intitule « Plus de réflexions sur les épaulards ». Orque Ursinus S'attaque aux requins blancs Carcharodon carcarias En Afrique du Sud, par Alison Towner, et autresPublié dans Journal africain des sciences marines Sous licence libre d'accès.

Marque
Derniers messages de Mark « Crowley » Russell (Afficher tout)

Continue Reading

science

Un signal d’alarme depuis l’Antarctique

Published

on

Un signal d’alarme depuis l’Antarctique

Dans cette illustration, l’eau de mer s’écoule profondément sous la surface dans une fissure de la banquise qui s’ouvre activement en Antarctique. De nouvelles recherches montrent que de telles fissures peuvent s’ouvrir très rapidement et que l’écoulement de l’eau de mer aide à contrôler la rapidité avec laquelle la banquise se brise. Crédit : Rob Soto

Il y a suffisamment d'eau gelée dans les glaciers du Groenland et de l'Antarctique pour que, s'ils fondaient, les mers du monde s'élèveraient de plusieurs mètres. Ce qui arrivera à ces glaciers au cours des prochaines décennies constitue la plus grande inconnue en ce qui concerne l’augmentation future du niveau de la mer, en partie parce que la physique du vêlage des glaciers n’est pas encore entièrement comprise.

La question cruciale est de savoir comment des océans plus chauds peuvent entraîner une désintégration plus rapide des glaciers. Université de Washington Les chercheurs ont démontré la fracture à grande échelle la plus rapide connue le long de la plate-forme de glace de l'Antarctique. L'étude a été récemment publiée dans Fourni par l'Université du Golfe ArabiqueIl montre qu'une fissure de 10,5 kilomètres de long s'est formée en 2012 sur le glacier de Pine Island – une plate-forme de glace en retrait retenant la plus grande calotte glaciaire de l'Antarctique occidental – en 5 minutes et demie environ. Cela signifie que la fissure s'est ouverte à une vitesse d'environ 115 pieds (35 mètres) par seconde, soit environ 80 miles par heure.

« À notre connaissance, il s'agit de l'événement d'ouverture de faille le plus rapide jamais observé », a déclaré l'auteur principal Stephanie Olinger, qui a réalisé ce travail dans le cadre de ses recherches doctorales à l'Université du Wisconsin et à l'Université Harvard et est maintenant chercheuse postdoctorale à l'Université de Stanford. . « Cela montre que, dans certaines conditions, les plates-formes de glace peuvent se briser. Cela nous indique que nous devons rechercher ce type de comportement à l'avenir et cela nous indique comment nous pouvons décrire ces fractures dans des modèles de calotte glaciaire à grande échelle. « .

READ  La recherche montre que les araignées sociales ont différentes façons de chasser en groupe

L'importance de la formation de fissures

La crevasse est une fissure qui traverse environ 1 000 pieds (300 m) de glace flottante d'une plate-forme de glace typique de l'Antarctique. Ces fissures sont un précurseur du vêlage de la banquise, où de gros morceaux de glace se détachent d'un glacier et tombent dans la mer. De tels événements se produisent souvent au glacier Pine Island, où l'iceberg observé dans l'étude s'est longtemps séparé du continent.

Image satellite de la faille

Des images satellite prises le 8 mai (à gauche) et le 11 mai (à droite), à ​​trois jours d'intervalle en 2012, montrent une nouvelle faille formant un « Y » bifurquant à gauche de la faille précédente. Trois instruments sismiques (triangles noirs) ont enregistré des vibrations qui ont été utilisées pour calculer des vitesses de propagation des failles allant jusqu'à 80 mph. Crédit : Olinger et al./AGU Advances

« Les plates-formes de glace exercent une influence importante sur la stabilité du reste de la calotte glaciaire de l'Antarctique. « Si la plate-forme de glace se brise, la glace située derrière elle s'accélère », a déclaré Ollinger. « Ce processus de fracturation est essentiellement la façon dont les plates-formes de glace de l'Antarctique travail. »Création de grands icebergs.

Dans d’autres régions de l’Antarctique, les failles se développent souvent sur des mois ou des années. Mais cela pourrait se produire plus rapidement dans un environnement en évolution rapide comme le glacier de Pine Island, où les chercheurs pensent que la calotte glaciaire de l’Antarctique occidental s’est déjà formée. Un tournant est passé Quand il s'effondre dans l'océan.

READ  L'étoile lointaine TOI-700 a deux planètes potentiellement habitables en orbite autour d'elle - espère-t-elle rechercher la vie ?

Défis liés à la surveillance des changements glaciaires

Les images satellite fournissent un retour d’information continu. Mais les satellites en orbite autour de la Terre ne traversent chaque point de la Terre que tous les trois jours. Il est difficile de déterminer ce qui se passera pendant ces trois jours, surtout compte tenu de la vue dangereuse de la fragile banquise antarctique.

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont combiné des outils pour comprendre la formation des failles. Ils ont utilisé des données sismiques enregistrées par des instruments placés sur la banquise par d'autres chercheurs en 2012 ainsi que des observations radar de satellites.

La glace glaciaire se comporte comme un solide sur de courtes échelles de temps, mais plutôt comme un liquide visqueux sur de longues échelles de temps.

« La formation d'une fissure ressemble-t-elle davantage à un bris de verre ou à un bris de Silly Putty ? C'était la question », a déclaré Ollinger. « Nos calculs de cet événement montrent que c'est très similaire au bris de verre. »

Le rôle de l’eau de mer et les recherches futures

Si la glace était un simple matériau fragile, elle se décomposerait plus rapidement, a déclaré Olinger. Une enquête plus approfondie a mis en évidence le rôle de l'eau de mer. L'eau de mer contenue dans les crevasses maintient l'espace ouvert contre les forces intérieures du glacier. Étant donné que l’eau de mer a une viscosité, une tension superficielle et une masse, elle ne peut pas combler un vide instantanément. Au lieu de cela, la vitesse à laquelle l’eau de mer remplit l’ouverture de la fissure contribue à ralentir la propagation de la fissure.

READ  La photo montre un hélicoptère martien avec une pale complètement coupée

« Avant de pouvoir améliorer les performances des modèles de calotte glaciaire à grande échelle et les prévisions de l'élévation future du niveau de la mer, nous devons avoir une bonne compréhension, basée sur la physique, des nombreux processus différents qui influencent la stabilité de la plate-forme de glace », a déclaré Olinger.

Référence : « Le couplage océanique limite la vitesse de rupture pour l'événement de propagation de fissure de plate-forme glaciaire le plus rapide » par Stephanie D. Olinger et Bradley B. Lipofsky et Marin A. Denol, 05 février 2024, Fourni par l'Université du Golfe Arabique.
est ce que je: 10.1029/2023AV001023

La recherche a été financée par la National Science Foundation. Les co-auteurs sont Brad Lipofsky et Marine Degnole, tous deux membres du corps professoral de l'UW en sciences de la terre et de l'espace, qui ont commencé à conseiller leurs travaux à Harvard.

Continue Reading

science

La puce NVMe de l'iPhone 6S a été exploitée avec un PCB flexible

Published

on

La puce NVMe de l'iPhone 6S a été exploitée avec un PCB flexible

Psst ! Hé, gamin ! Vous souhaitez procéder à l'ingénierie inverse sur certains iPhones ? Eh bien, saviez-vous que les iPhones modernes utilisent PCIe, en particulier NVMe pour leurs puces de stockage ? Si oui, vous êtes-vous déjà demandé comment détecter ces communications ? Ce n'est plus étonnant, comme cette équipe de recherche Nous montre comment les exploiter Avec un interposeur BGA à circuit imprimé flexible (FPC) sur l'iPhone 6S, le premier iPhone à utiliser le stockage basé sur NVMe.

La recherche a été menée par [Mohamed Amine Khelif], [Jordane Lorandel]Et [Olivier Romain], et nous montre les détails de l'accès à une puce NVMe – à condition que vous soyez à l'aise avec le soudage BGA et que vous disposiez peut-être d'un appareil à rayons X pratique pour vérifier les erreurs. Au fur et à mesure que la recherche progressait, ils ont réussi à retirer la puce mémoire qui traitait des nuances de soudure, du manque d'emballage et du BGA, et ont ajouté une carte FR4 1:1 pour le premier test, qui s'est avéré concluant. Ensuite, ils ont créé un intermédiaire FPC qui a également exploité les broches de signal et de données, soudé la puce flash dessus, et l'iPhone 6S a démarré avec succès, analysant les lignes de données pour que nous puissions les voir.

Cela ressemble aux débuts d’une plateforme amusante pour la rétro-ingénierie des appareils iOS ou iPhone, et nous attendons avec impatience d’autres résultats ! Cette équipe de chercheurs En particulier, il était prolifique, abordant des sujets comme les attaques du MITM. I2C Et PleurerEn plus des recherches sur la sécurité des appareils et des smartphones de l'Internet des objets. Nous n'avons vu aucun fichier Eagle CAD publié pour les intrus, mais heureusement, la plupart des connaissances tournent autour de la technique de soudage, et l'article en décrit beaucoup. Vous voulez en savoir plus sur ces puces ? Nous avons parlé d'un autre pirate informatique qui a déjà tenté de les réutiliser. Ou peut-être souhaitez-vous en savoir plus sur NVMe ? Si tel est le cas, nous avons l’article pour vous.

READ  L'étoile lointaine TOI-700 a deux planètes potentiellement habitables en orbite autour d'elle - espère-t-elle rechercher la vie ?

Nous te remercions [FedX] Pour le partager avec nous sur le serveur Hackaday Discord !

Continue Reading

Trending

Copyright © 2023