Рубрики
Инженерная наука

Самый маленький в мире мотор

Не только мотор был построен из всего 16 атомов, ее движение было непосредственно наблюдать с помощью сканирующей туннельной микроскопии (см. вставку в видео ниже).

Красочные части видео-компьютерного моделирования двигателя. В этой симуляции, серый вращающийся блок представляет собой молекулу ацетилена, который сделан только из двух атомов углерода и двух протонов.

Швейцарская команда, кто строил этот мотор, поставил ацетилена Ротора на основание (синие и красные атомы), который является частью кристалла, который состоит из 12 атомов палладия и галлий.

Оказавшись на месте, система охлаждается до 17 градусов выше абсолютного нуля. При этой температуре, электрический ток, который дал начало контролируемого вращения.

Инженерные

“На двигатель, чтобы на самом деле делать полезную работу, необходимо, чтобы [это] позволяет Ротору двигаться только в одном направлении”, — говорит Оливер Гренинг, руководитель проекта.

Только представьте, если автомобиль случайно изменил направление вращения коленчатого вала. Поездка в продуктовый магазин может быть немного менее предсказуемым. Это проблема, с которой сталкивается исследований в области атомного масштаба двигатели в течение длительного времени.

На самом деле, при температуре выше 17° выше абсолютного нуля, эта система ведет себя таким же образом, с ацетиленом блок спиннинг случайно на базу. Однако при низких температурах, энергетический барьер для вращения в одном направлении стал значительно выше, чем барьер в другую сторону.

“Поэтому двигатель имеет 99% курсовую устойчивость, что отличает его от других подобных молекулярных моторов”, — говорит Гренинг.

Эта разница в энергетической благоприятности вращения в одном направлении обеспечивается база. Палладиум галлия кристаллическая структура позволяет движением по поверхности в одном направлении легче, чем в другом направлении.

Сбор Энергии

Сбор кинетической энергии обеспечивается пинты мотор отнюдь не проста. В настоящее время группа работает над пониманием процессов, происходящих в этом молекулярная машина, работа, которая может однажды привести к ацетиленовым Ротора в работу.

Ссылка: С. Штольц и соавт. Молекулярный мотор пересечение границы классической к квантовой движения туннелирования, Труды Национальной академии наук июня 2020, 201918654

Цитат взято из пресс-релиза.

Рубрики
Инженерная наука

Двухсторонние солнечные панели, которые отслеживают солнце производить на треть больше энергии

Донна Лу

Солнечных панелей на поле в Германии

Двухсторонние солнечные панели, угол наклона в зависимости от положения Солнца может увеличить количество собранной энергии. Существует два подхода самостоятельно и раньше, но исследователи рассмотрели последствия их объединения.

Карлос Родригес-Гальегос в научно-исследовательский институт солнечной энергии Сингапура и его коллеги обнаружили, что двухсторонние солнечные панели, которые отслеживают солнце будет производить 35 процентов больше энергии и снизить среднюю стоимость на электроэнергию на 16 процентов.

Цель для любой панели солнечных батарей, чтобы поглотить как можно больше энергии от солнца, насколько это возможно, говорит Родригес-Гальегос. В настоящее время солнечные батареи во всем мире преимущественно установлен с фиксированной ориентации, и поглощать свет только с одной стороны.

Текст объявления

Преимущество использования двухсторонних солнечных панелей является то, что они также могут поглощать энергию, которая отражается от Земли на их задней стороне, говорит Родригес-Гальегос.

Существует два типа слежения за Солнцем солнечные панели. Одноосевых трекеров следовать за Солнцем в течение дня, двигаясь с востока на Запад. Двухосевой трекеров и следовать за Солнцем в течение года меняется позиция в зависимости от сезона, потому что высота солнца летом выше и ниже зимой.

В их анализ, была рассчитана мировой энергии, вырабатываемой с помощью различных комбинаций различных солнечных панелей установок.

Они проанализировали глобальные данные о погоде из вращающихся облаков НАСА и сияющей инструмент энергетической системы Земли и затем оценивали общий объем выработки электроэнергии в различных установках. Ученые обнаружили, что двухсторонние панели будут производить на 35% больше энергии в сочетании с одноосевых трекеров, и на 40 процентов больше в сочетании с двойн-оси трекеров.

Группа также учтены затраты на материалы, Строительство и обслуживание этих солнечных панелей, которая отличается между странами.

Сочетая двухсторонние панели с одноосевых трекеров позволит сократить нормируются затраты электроэнергии – показатель того, сколько потребитель платит за киловатт-час солнечной энергии произведено больше всего, на 16% для большинства стран мира, говорит команда.

Журнал ссылка: Джоуль, Дои: 10.1016/Дж.Джоуль.2020.05.005

Рубрики
Инженерная наука

Это 10г на центрифуге в течение 10ч же 100г за 1ч? (в плане разделения и т. д.)

Рубрики
Инженерная наука

Серия AskScience ама: я Ainissa Рамирес, материалы ученый (кандидат наук из Стэнфорда) и автором новая научно-популярная книга, которая рассматривает материалы и технологии, от экзотических до обыденных, что формы человеческого опыта. АМА!

Меня зовут Ainissa; рад быть здесь сегодня. А я пишу и говорю наука для жизни в эти дни — я называю себя науке евангелист — я заработал докторскую степень в области материаловедения и инженерии в Стэнфорде, во многих случаях, которые сформировали мою профессиональную жизнь и поставил меня на этот путь, чтобы написать «Алхимия нами: как человека и материи трансформируются одна в другую.» Я вот сегодня с 12 — 2 вечера EST (16-18 УТ) принимать вопросы на все материалы и изобретения, от времени медных кабелей связи, стальных рельс для кремниевых чипов. И давайте не забывать о людях, многие из которых были отодвинуты на обочину истории — кто изменил так много аспектов нашей жизни.

Хотите знать, как наше стремление к точности в часы изменили то, как мы спим? Как железная дорога помогла коммерциализировать Рождество? Как краткость телеграммы повлияли на стиль письма Хемингуэя (и телеграмму 60,000 $помогли Линкольна об отмене рабства)? Как молодой ученый-химик разоблачила использование камер Polaroid для создания сберегательных книжек для отслеживания черных граждан в Южной Африке апартеида, или около вспыльчивым Гробовщика роль в развитии компьютере? АМА!

Имя пользователя: the_mit_press

Рубрики
Инженерная наука

Есть любое количество турбулентности, которые могли бы уронить самолет?

Я слышал много раз, что это фактически не возможно, но я интересно, если это теоретически может произойти.

И нет, я не спрашиваю это потому, что я боюсь летать. Мне не нужно быть уверены о что-нибудь.

Рубрики
Инженерная наука

Инженеры успешно протестировать новый чип со скоростью 44.2 терабит в секунду

Крошечное устройство, называемое микро-гребень могли бы однажды заменить существующую интернет-инфраструктуру, чтобы поразить сумасшедший новые максимумы в скорости загрузки, обеспечивая миллионы с достаточным количеством данных, в то же время, даже во время оживленных периодов.

Легкие технологии недавно был поставлен на испытания в полевых испытаний, которые измеряли скорость передачи данных удивительное 44.2 терабит в секунду, исходило от одного источника света.

Микро-гребень микросхемы сами по себе не совсем новый, поскольку он был изобретен около десяти лет назад. Но с ростом давления на магистралях данных, эта технология теперь показывает обещание как способ похудеть и ускорить технология, лежащая в нашем интернет.

«Это действительно exciting для того чтобы увидеть их возможности в ультра-высокой пропускной способностью волоконно-оптических телекоммуникационных приближается к завершению», — говорит Дэвид Мосс, директор Центра оптических наук при Университете Суинберн.

«Эта работа представляет собой мировой рекорд для пропускания вниз по одному оптическому волокну от одного источника микросхема, и представляет собой огромный прорыв для части сети, которая делает тяжелый подъем.»

Инженеры из Университета Монаша, университет Суинберн, и RMIT в Австралии утверждают, существенным преимуществом чипа является его способность выжать максимум из имеющихся инфраструктуры для удовлетворения потребностей мы можем ожидать в ближайшие годы.

Развитие собственного Австралии на медной основе, мульти-технологии-сочетание национальной широкополосной сети (НБН) попал под шквал критики после решения правительства в 2013 году, чтобы не запускать оптическое волокно непосредственно к домам людей.

Это был сомнительный вызов, который многие считали не перспективной в сети от растущего спроса, прогноз, что только подкрепляется пандемии кризис, который обострился нашим данным привычки потребления, как мы пытаемся сжать бесчисленные зум встреч и ТВ-шоу, эпизоды по сети медного и оптического волокна.

Есть насущная проблема, что нынешние системы будет бороться в ближайшие годы. Замена автомобильных дорог старения кабелей в ногу с нашими потребностями-это дорогостоящий и требующий времени упражнение, которое несомненно останется до будущих поколений, чтобы выяснить.

Между тем, есть и другие компоненты, которые могут быть обновлены, чтобы помочь улучшить поток трафика. Одним из них является способ на данный момент мы генерируем частоты света, которые возят биты и байты вниз по кабелям в наши компьютеры и смарт-устройств.

Лазеры светят на разных частотах может создавать множество «каналов», чтобы впихнуть информацию в крошечные преломляющие трубы. В зависимости от пути света находится на расстоянии, мы можем сиять, как многие, как 80 каналов в сеть для всех наших потребностей.

Эта инновационная микро-гребень чип может быть установлен, чтобы заменить существующие методы создания все эти каналы, обмениваясь 80 отдельных лазеров на одном кристалле генератор сигнала, который может быть настроен, чтобы сформировать радугу световых волн.

На бумаге это выглядит как хорошая идея. Но чтобы убедиться, что их теория была звуком, исследователи подключили прототип устройства более чем на 76 километров (47 миль) от «темных» оптических кабелей между двумя Мельбурнского университета кампусы.

Команда обнаружили, что они могут максимальное количество данных для каждого канала, демонстрируя потенциальную максимальную скорость 44.2 терабит в секунду от устройства. В идеальных условиях при правильном системы, что теоретически позволит скачать 1000 фильмов в секунду. Все в высоком разрешении!

Реальность может быть не столь блестящими, как загрузка всех Netflix в один миг, но с другими потенциальными улучшения интернет-технологий на горизонте, даже небольшие прыжки в несколько терабит в секунду на коротких дистанциях улучшения стоит обратить внимание.

«И это не просто Netflix, о которых мы говорим здесь – это шире того, что мы используем наши коммуникационные сети», — говорит Колумбийский университет компьютерных систем инженер Билл Коркоран.

«Эти данные могут быть использованы для самоуправляемых автомобилей и транспорта будущего, и это может помочь в медицине, образовании, финансах и электронной коммерции промышленности, а также позволяют ознакомиться с нашими внуками от километрах.»

Если все пойдет хорошо, центров обработки данных могут использовать эти фишки, чтобы соединяться друг с другом для более быстрой связи.

Может быть, через несколько лет мы все могли попрощаться с передатчиками, что шунт данных на ничтожные несколько сотен гигабайт в секунду. Не только в Австралии, но и во всем мире.

Это исследование было опубликовано в природа связи.

Рубрики
Инженерная наука

Ученые создали бионический глаз, который может дать слепым людям зрение

Ученые из США и Гонконга разработали синтетический глаз, что функций много, как реальная вещь. С датчиками, которые имитируют фоторецепторы нашли в человеческом глазу новый “бионический” прототипа может быть использовано для восстановления зрения у лиц, которые утративших зрение.

Называется “биомиметические глаз” исследовательской группой, устройство представляет собой брак по собственным эскизам современных технологий и природы. Он состоит из полусферической искусственные сетчатки и множеством датчиков, которые фиксируют и реле живые изображения. Получении его интерфейс с человеческого мозга, ну, довольно сложно.

Лучшие предложения от Amazon:еще коронавирус маски в наличии на этой специальной странице Amazon

Современная медицина довольно невероятным. За прошедшие годы ученые и медики придумывают способы замены некоторых жизненно важных компонентов организма с искусственным версии, которые могут восстановить качество жизни, или даже спасти их от смерти.

Глаза, однако, являются чем-то особенным, и то, как они общаются с мозгом означает, конструируя искусственную, и имплантации не совсем так просто, как “подключи и играть”. Получение устройства для взаимодействия с мозгом человека является огромной проблемой.

Самой большой проблемой исследователи уже преодолели это зубрежка технологии в шарообразную форму, которые могли бы потенциально использоваться в качестве имплантата. Они не имеют, как же на самом деле тестировал устройство на живое существо, но это просто за углом.

А ежедневные отчеты по почте, исследователи уже выстроились испытаний в обоих животных и человека. Тем не менее, есть много работы предстоит сделать, и ученые поспешили отметить, что устройство в его нынешнем состоянии-это только начало того, что может быть возможным в течение нескольких лет.

В своем нынешнем состоянии, способность глаза для визуализации изображения не самое лучшее. Она производит низкое разрешение изображения, которое способен оказать буквы алфавита, но более сложные изображения требуют более высокую плотность датчиков. Это может звучать как огромный знак против, но исследователи говорят, что поскольку технология развивается, плотность сенсоров и разрешение получаемого изображения может бить настоящий человеческий глаз.

Синтетический глаз также рассматривается для применения в робототехнике. Идея искусственно-интеллектуальный робот ходить с глазами, которые лучше меня это немного тревожит, но что может быть в будущем.

Рубрики
Инженерная наука

Результаты использования нано-кремнезема в холодной-в место асфальта с Эмульгированного битума

Модифицированный метод Маршалла, который основан на ASTM-aashto, по D1559 или T245 и отличается от горячего смешанное производство (НМА), используется для ЦРУ с эмульгированного асфальта. На асфальтовую эмульсию в этой конструкции используется в смесях, которые подготовлены в соответствии с ASTM-D5505; рэп материалами, и, при необходимости, новые статистические материалы используются, а также. Объем использованной эмульсии в методе Маршалла смеси колеблется обычно от 1 до 2%, а молодых эмульсий варьироваться от 5,0 до 1,25% к весу асфальтобетонных смесей. Чем больше смеси, тем выше их процент сломанных агрегатов, и меньшее количество свободного битума используется в рэп. Низкие проценты используются в смесях с высоким уровнем тонкие и закругленные углы. Когда новое агрегатное добавляется рэп, молодой эмульсия не используется, в то время как доля эмульгированного асфальта должна быть увеличена. Для того, чтобы оценить процент первичного эмульгированный асфальт для этой конструкции, метод был использован, в котором определенное количество эмульгированного асфальта был выбран в качестве базового в процентах; а количество битума и степень восстановленного битума от проникновения твердых битумов, с точки зрения рэпа классификации, будут реформированы.

Наночастиц определяются как частицы размером менее 0,09 мм. Некоторые методы получения наночастиц включают измельчение путем промывки или замены. Эти методы часто требуют усовершенствованных ядерных устройств.

Свойства нано-материал всегда определяются в нано-материала масса, а именно свойства самих частиц не только от свойств основной массы частиц, и поведение основной массы частиц представляет собой механические и химические свойства наночастиц.

Поскольку каждая наночастица имеет уникальный размер, форму и поверхность, их поведение и реакции должны быть рассмотрены в сочетании с другими веществами [11].

Следующая формула используется для определения суммы необходимы эмульгированный асфальт для рециркулированной смеси:

Е = 1.2 + а г + а АС + а ПВ Е1

где, е = процент требуется битум, 1.2 = фиксированный процент битума, АГ = поправочный коэффициент для размеров в плане процентов, ККР = поправочный коэффициент для доли существующих битумных в переработанной смеси по объему процентов, АПВ = поправочный коэффициент для проникновения класс.

В тех случаях, когда Е приходит к разным результатам для переработанного материала образца битума процент будет меньше (издание 339). Количество воды может быть получена из следующего уравнения:

Воде смесь следует добавить = 3-(влажность процентов совокупного смесь + процент воды в смеси битума). Нано-материал был добавлен к воде и смешивается; затем смешанные материалы будут добавлены в эмульгированных асфальт.

Сделанный эмульсию асфальт, который был нагрет до 60°C, добавляют к смеси, в соответствии с потребностями проекта для каждого конкретного битума процент и 0,5 разница. Полученную смесь перемешивают до тех пор, пока эмульгированного асфальта или омолаживающая эмульсия равномерно распределяется в материале.

Для того, чтобы обнаружить изменения в процент добавки к асфальту, утрамбованной Маршалл трех образцов (по стандартам ASTM-D1559 и aashto, по-T254); один измельченный образец, для определения удельного веса (по стандартам ASTM-D2726 и ААЅНТО-T166); и один измельченный образец, для определения максимальной плотности и реальный процент выборки свободного пространства (по стандартам ASTM-D2041 и ААЅНТО-T209), были созданы.

Первоначальное предположение для добавления эмульсии в смеси выглядит следующим образом:

Доля битума = 1.2% + 0% + 0% + 2% + 0% =

Согласно вышеуказанному спекуляции, три Маршалл серии образцов со значениями в 1,5, 2 и 2,5% эмульгированного асфальта были сделаны без добавления каких-либо добавок. После добавления 3% воды, полученную смесь может помочь сделать лучше смесь из смеси образцы в этом проекте были объединены с 3% воды до холодной асфальтобетонной смеси, а затем проверял.

Для дальнейшего изучения совместимости цемента и нано-кремнезем, нано-оксида алюминия, нано-глины, и нано-извести с катионной эмульсии и нано-кремнезема и цемента друг с другом (обе имеют отрицательный поверхностный заряд), комбинации, были использованы и апробированы впервые в переработанной смеси холодного асфальта. Три комплекта образцов со значениями 0.5, 1 и 1.5% нано-кремнезема были получены, чтобы определить оптимальное количество нано-кремнезема в сочетании с оптимальной цемента. Фигуры 1-3 показывают эффект наночастиц в собственность усталость ЦИР.

Рис. 1. Сравнение нагрузки и количество повторений в стрессовых коэффициент 0.2.
Рис. 2. Сравнение нагрузки и количество повторений в коэффициент напряжения.
Рис. 3. Сравнение нагрузки и количество повторений в стрессовых коэффициент 0.5.

Различных параметров и добавок были рассмотрены для каждого случая, так как полученные результаты сравнивались с результатами предыдущих исследований и соответствия или несоответствия результатов.

Все нано-кремнезем, нано-оксида алюминия, нано-глины, и нано-известь и цемент были объединены и использованы в данном исследовании, во-первых, потому что их совместимость в катионной эмульсии асфальта и вторая из-за воздействия цемента на увеличение Маршалл стабильность СИП.

Комбинированное использование наночастиц и цемента являются эффективными в повышении предела прочности и защиты окружающей среды из-за влияния комбинированных наночастиц и цемента по повышению устойчивости Маршалл изготовленных образцов и снижая уровень производимого СО2.

Чем выше реальный удельный вес, тем более жесткие произведено покрытие. В качестве сопротивления мостовой усталость улучшается, устойчивость и надежность покрытия также увеличивается. Реальных удельных весов полученных образцов, по сравнению с образцами без добавки, увеличился на 8 и 10% с добавлением цемента и нано-кремнезема, соответственно.

Добавление нано-кремнезема и цемента, в то же время повышенная прочность и устойчивость к брусчатке усталость и снижение потока асфальта и комфорта во время движения автомобиля на асфальте. Добавлением каких-либо добавок к холодной асфальтобетонной смеси снижает процент свободного места и результаты в более сжатой и сокращенной тела. Когда нано-кремнезема и цемента объединяются, сокращение свободного пространства впечатляет.

Комбинация увеличивает пустоту воздуха образца на 20% без добавки. Добавки могут помочь ограничить влияние поверхностных вод от тротуара к телу, что касается обеспечения надлежащего дренажа в нижних слоях дорожного покрытия.

С другой стороны, наличие других дополнительных наполнителей (добавок) заполняет поры совокупности с более тонких материалов, что делает смесь более эффективно. Наконец, помимо положительного воздействия отмечалось ранее, факторы, последствия наблюдались в увеличении Маршалл стабильность и сопротивление усталости в холодной асфальтобетонной смеси.

Другие параметры холодной асфальтобетонной смеси и потенциал, чтобы заменить этот тип асфальта с горячей смешанного асфальта рассматривать, воспользовавшись СИП вместо НМА для изучения измерения расхода и существующих ограничений.

Поток образцов с нано-кремнезема и добавок цемента является приемлемым. Из-за максимального реальная плотность образцов, можно констатировать, что с добавлением различных добавок, максимальная теоретическая плотность асфальта выше.

Активные наполнители, которые имеют более высокие адгезионные свойства, приводят конкретные набрать вес из-за физических и химических связей между агрегатами. Добавление нано-кремнезема и цемента улучшилась максимальная теоретическая плотность асфальтобетонной смеси на 3 и 4% по сравнению со смесью без добавок. Увеличение максимальной теоретической плотности добавки с более прочность сцепления больше; эти результаты согласуются с предположениями, сделанными на начальных этапах исследования.

Рубрики
Инженерная наука

Федеральное финансирование для быстрого COVID-19 тест идет на Маккелви инженерных изыскателей

Инженеры в школе Маккелви инженерии в Университете Вашингтона в Сент-Луисе получили федеральное финансирование для быстрого COVID-19 испытание с использованием недавно разработанных технологий.

Srikanth Singamaneni, профессор машиностроения и материаловедения, и его команда разработали быстрый, высокочувствительный и точный биосенсор на основе ультраярких флуоресцентный нанозондами, который имеет потенциал, чтобы быть широко развернуты.

Называемых плазмонных-флюор, на ультраярких флуоресцентный нанозондов также может помочь в ресурс-ограниченных условиях, поскольку требуется меньше сложных инструментов, чтобы прочитать результаты. Национальный научный фонд наградил Singamaneni и его команда 100,008 $грант на развитие COVID-19 тест с использованием плазмонных-флюор.

Singamaneni предполагает их плазмонных-флюор-на основе биосенсора будет в 100 раз более чувствительный по сравнению с обычной ОРВИ-ков-2 метод обнаружения антител. Повышенная чувствительность позволит клиницистам и исследователям более легко найти положительные случаи и уменьшить вероятность ложноотрицательных результатов.

Плазмонные-флюор работает путем увеличения флуоресцентного сигнала на фоне шума. Представьте себе, пытаясь поймать светлячков на улице в солнечный день. Вы могли бы один или два, но от бликов солнца, эти маленькие педерасты трудно увидеть. А что если эти светлячки имел ту же яркость, как мощный фонарик?

Плазмонные-фтор эффективно поднимает яркость люминесцентных меток использованы в различных биосигналов и методы биоимаджинга. В дополнение к COVID-19 тестирование, он может быть использован для диагностики, например, что у человека случился сердечный приступ, при измерении уровней соответствующих молекул в образцах крови или мочи.

С помощью плазмонных-флюор, в состав которого входят наночастицы золота, покрытые обычной краски, исследователям удалось достичь до 6,700 раза ярче люминесцентных nanolabel по сравнению с обычными красителями, которые могут привести к ранней диагностике. Используя этот nanolabel как сверхяркий фонарик, они продемонстрировали обнаружение чрезвычайно малых сумм целевых биомолекул в биожидкостях и даже молекул, присутствующих в клетках.

Исследование было опубликовано в 20 апреля вопрос о природе биомедицинской инженерии.

Золотые наночастицы служат маяками

В биомедицинских исследованиях и клинической лаборатории, флуоресценции используется как маяк для просмотра и последующей мишенью биомолекул с высочайшей точностью. Это чрезвычайно полезный инструмент, но она не совершенна.

“Проблема в флюоресценция является, в большинстве случаев, это не достаточно интенсивный”, — сказал Singamaneni. Если флуоресцентный сигнал не достаточно сильны, чтобы выделиться на фоне сигналов, как светлячки на блики солнца, ученые могут пропустить что-то менее обильные, но не важно.

“Увеличение яркости nanolabel является чрезвычайно сложной задачей”, — сказал Цзини Луан, ведущий автор статьи. Но здесь, это наночастицы золота, сидя в центре плазмонных-флюор, что действительно работает эффективно превращая светлячки в фонарики, так сказать. Золотые наночастицы работают как антенна, сильно поглощающих и рассеивающих свет. Что сильно сконцентрированного света, направляется в флуорофора расположены вокруг наночастиц. В дополнение к concentering свет, наночастицы ускорить темпы эмиссии флуорофоров. В совокупности эти два эффекта увеличения эмиссии флуоресценции.

По сути, каждого флуорофора становится более эффективным Маяк, и 200 флуорофоров сидя вокруг наночастицы излучать сигнал, который равен до 6700 флуорофоров.

Singamaneni

В дополнение к обнаруживать низкие количества молекул, время зондирования может быть сокращен с помощью плазмонных-Fluor, как яркие маяки, тем меньше захваченные белки необходимы для того чтобы определить их наличие.

Исследователи также показали, что плазмонные-фтор позволяет обнаружение нескольких белков одновременно. И в проточной цитометрии, плазмонных-флюор осветляющий эффект позволяет для более точного и чувствительного измерения белков на поверхности клетки, сигнал которого, возможно, были захоронены на фоне шума с использованием традиционных флуоресцентных меток.

Были и другие усилия, направленные на повышение дневной маркировки в визуализации, но многие требуют использования принципиально новых рабочих процессов и платформы измерения. В дополнение к плазмонных-флюор возможность значительно увеличить чувствительность и уменьшить время зондирования, она не требует никаких изменений в существующих лабораторных инструментов или методов.

Технология была лицензирована для Auragent ООО Бионаука офис Вашингтонского университета технологии менеджмента. Auragent находится в процессе дальнейшего развития и расширения производства плазмонных-fluors для коммерциализации.

Рубрики
Инженерная наука

Может комары перестанут нас происходит по ночам?

Ученые использовали принципы, которыми руководствуется ночной полет комара по разработке мультикоптер оснащен элегантной столкновения избегания сенсорной системы.

Их исследования, опубликованные в Science, демонстрирует, как комар избегает препятствия в темноте, считывая изменения в воздушные потоки, создаваемые его машущими крыльями.

Международная исследовательская группа, в которую входят Саймон Уокер из Университета Лидса под руководством профессора Ричарда Bomphrey в Королевском ветеринарном колледже (РВК), использовать понимание чувственного механизма в мужской так его называют потому, quinquefasciatus москитная разработать био-вдохновил система предупреждения столкновений автономного квадрокоптера, который кодирует аэродинамические информацию на лету.

Мультикоптер демонстрирует наземного обнаружения. Кредит: университет Чиба; структура и лаборатории движения, РВК

Исследования также участвуйте в сотрудничестве с Тошиюки наката из Университета Чиба, Симойнс Патрисиу и Иэн Рассел из Университета Брайтона.

Ночные комары ориентироваться в темноте не врезаться в поверхность. Когда они приземляются на людей или других животных кормить, они делают это очень осторожно, чтобы остаться незаметным; будучи замеченным может означать катастрофу. Поскольку эти ночные комары не могут видеть, что они делают со своими глазами, они используют различные сенсорные режим — mechanosensing.

Комары, и другие летающие животные, пролетайте ускоряющие воздух вокруг них, создавая быстрых струй под каждый взмах крыла. Эти струи меняют форму при наличии преград, таких как земля или стены.

Благодаря необычайно чувствительным множество рецепторов у основания усиков над головами комаров, под названием Джонстон органа, комар способен обнаруживать эти изменения в структуре воздушного потока. Исследователи называют это «аэродинамический воображения»: это дает москитная картину мира вокруг них, даже в темноте и, когда они не могут чувствовать поверхностей физический контакт.

Парящий москитная показывая своей волне касаясь земли . Кредит:университет Чиба;Лаборатория движения строения, РВК

Команда использовали компьютерное моделирование гидродинамики, основанные на высокоскоростной записи москитная полет, чтобы исследовать эффекты земли и стен на воздушные потоки вокруг тела. Они обнаружили тенденцию: органы Джонстона на усики обнаружить изменения воздушного потока очень легко, на малой высоте, при ответе уменьшается на больших высотах, до тех пор, пока порог обнаружения не встречал.

Они были удивлены, увидев, что одно из мест с наибольшим различия в структуре воздушного потока происходит над головой, а это значит, что усики насекомых находились в оптимальном положении, чтобы ощущать эти перемены, несмотря на то, далеко от Земли.

Аэродинамическое моделирование парящего москитная показывая своей волне касаясь земли. Очень чувствительные органы у основания усиков отслеживать потоки и может обнаружить это событие даже на некотором расстоянии от поверхности. (Кредит: университет Чиба; структура и лаборатории движения, РВК)

Самолет и пилоты вертолетов будут знакомы с явлением под названием ‘Сила’, который, как правило, вступают в игру, когда совсем близко к Земле, обычно это заметно на высоте ниже, чем два крыла длины.

Используя свои новые данные, исследователи предсказывают максимальное расстояние, на котором группам Culex комар может обнаружить поверхностей: более 20 длины крыла, которое далеко превысило предполагаемое расстояние для обнаружения на основе существующих аэродинамических моделей.

“Мы уже знаем, что [комары] использование нетрадиционных аэродинамику во время полета и это исследование дает еще один кусочек головоломки их эволюции, а также вдохновляющей технологии для инженеров”.

Доктор Саймон Уолкер, факультет биологических наук

Доктор Саймон Уолкер, из школы биомедицинских наук в Лидс, сказал: “комары представляют собой отклонения в насекомых с их удлиненными крыльями и очень высокого колебание частоты. Мы уже знаем, что они используют нестандартные аэродинамику во время полета и это исследование дает еще один кусочек головоломки их эволюции, а также вдохновляющей технологии для инженеров”.

Ведущий автор исследования доктор Тошиюки накатили финансировался биотехнологии и биологических наук исследовательского совета (СИББН) для исследования аэродинамики комаров и других насекомых. Он сказал: «с нашими результатами моделирования, я был просто поражен точностью комаров, чтобы избежать поверхности вокруг них.

«Если мы посмотрим на влияние Земли в контексте обычной аэродинамики, расстояние до пола обнаружены летающие москитная огромна.”

Следующий шаг команды был передать концепцию аэродинамической визуализации миниатюрный квадрокоптер. Они оснащены транспортного средства с био-вдохновил датчик устройства выполнен из массива зонд трубок, подключаемых к дифференциальным датчикам давления.

Путем измерения скоростей воздушного потока вокруг квадрокоптера, исследователи определили, где разместить датчики на максимальную чувствительность. Датчик модули оптимально выполнять, как на комара, при размещении в местах, испытывающих наибольшие изменения в воздушный поток при приближении к поверхности. Устройство летал у земли и стен первого привязи, потом пилотируемые, и, наконец, самостоятельно.

Эта простая модель была в состоянии обнаружить поверхности и успешно поднять тревогу на достаточном расстоянии, чтобы избежать препятствий при приближении к земле и стенах. В отличие от предыдущих поверхностного зондирования горючего исследований, эта модель требует только основные пороги практически без обработки, чтобы функционировать. Он легкий, энергоэффективный и масштабируемый.

Профессор Ричард Bomphrey сказал: «Важно понять, как столь значительная группа насекомых перемещаться по всему миру. Если мы хотим жить в будущем, где все больше работы выполняют летательных аппаратов и беспилотных летательных аппаратов, может быть полезно принять немного вдохновения от комаров, чтобы сделать наши машины безопаснее при работе вблизи зданий или других объектов инфраструктуры».

«Нет никаких причин, чтобы останавливаться на мелких летунов, это возможность обнаружения поверхности могут быть расширены вплоть до вертолетов, что делает их немного безопаснее при полетах в коварных, низких условиях видимости.»

Дополнительную информацию:

Полный документ, под названием аэродинамических визуализации комаров вдохновляет детектор поверхности для автономных летательных аппаратов, опубликовано в науке: https://science.sciencemag.org/cgi/doi/10.1126/science.aaz9634

Проект был поддержан СИББН, оборонной науки и технологий Лаборатория (DSTL аппликации), Королевского общества и Университета Брайтона.

За дополнительной информацией обращайтесь в Университете Лидса в пресс-службе pressoffice@leeds.ac.uk