理系にゅーす

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イオン

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1: 2018/10/14(日) 23:29:50.86 ID:CAP_USER
人類にとってまだまだ未知の領域である「宇宙空間で長く生活する」ことで生じるさまざまな人体への影響が徐々に明らかになっています。NASAの資金提供を受けて行われた研究では、地球を離れた深宇宙に長時間滞在することにより胃や腸などの消化器官がダメージを受け、ガンが引き起こされる可能性が明らかになってきています。

Animal Study Suggests Deep Space Travel May Significantly Damage GI Function in Astronauts | Georgetown University Medical Center | Georgetown University
https://gumc.georgetown.edu/news/Animal-Study-Suggests-Deep-Space-Travel-May-Significantly-Damage-GI-Function-in-Astronauts

NASA-funded study says long trips in space could destroy astronauts' stomachs and cause cancer - CNN
https://edition.cnn.com/2018/10/02/us/nasa-study-deep-space-travel-trnd/index.html

地球から遠く離れた深宇宙では、宇宙のあちこちから高いエネルギーを持つ放射線「宇宙線」が飛び交っています。ジョージタウン大学メディカル・センターの研究チームは、重い原子のイオン「重イオン」を用いることで宇宙線を疑似的に再現し、マウスに長時間照射することで起こる体内器官へ影響を調査しました。

実験の結果、低線量の宇宙線に長時間晒されることでマウスの消化管には永久的な損傷が起こり、食べ物を摂取しても栄養分を吸収できない状態にまで悪化したことが確認されたとのこと。また、腸にはがん性腫瘍の発生が見られたそうです。

この結果からは、長期間の宇宙航行で長い期間にわたって宇宙線を浴び続けると、宇宙飛行士の胃腸は大きなダメージを受ける可能性が高いことが浮き彫りになっています。ジョージタウン大学NASA Specialized Center of Researchのトップを務めるKamal Datta氏はこの結果について「たとえば月への往復など短い航行では、このレベルのダメージを宇宙飛行士が受けることはありません。しかし本当の問題は、長い航行によって受ける継続的な損傷です」と述べています。

続きはソースで

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20181014-long-space-trip-destroy-stomachs-cause-cancer/
ダウンロード (2)


引用元: 【宇宙線】長い宇宙旅行は搭乗者の胃を破壊してガンを引き起こすことがNASAが関連する研究で明らかに

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1: 2018/08/20(月) 15:35:38.25 ID:CAP_USER
「バクテリアの力を使った」「紙ベース」で「使い切り」のバッテリーを、ニューヨーク州立大学ビンガムトン校の電気情報工学科で准教授を務めるSeokheun Choi氏らの研究チームが開発しています。

Advanced Sustainable Systems - Wiley Online Library
https://onlinelibrary.wiley.com/journal/23667486

How Paper Batteries Charged by Bacteria Could Power Internet of Things - IEEE Spectrum
https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/paper-battery-that-could-power-the-internet-of-things

Advanced Sustainable Systemsで発表された論文でChoi氏は、リチウムイオンバッテリーやスーパー・キャパシタは高密度のエネルギーを提供し、軽く、形状を変化できるフレキシブル基板に統合できるという利点を持つ一方で、生物分解ができず毒性が高い物質が使われているため環境にダメージを与える危険性があることを指摘しました。環境に配慮した発電方法として太陽電池やナノ発電機が提案されていますが、これらも再生不可能で生物分解できない重金属やポリマーを含んでいるとのこと。

そこでChoi氏らの研究チームは「再生可能」というところにフォーカスを置き、「紙」という素材に着目しました。研究チームは最先端の技術を駆使して紙が持つセルロース繊維の太さを変化させて紙の表面をなめらかにし、透明度をコントロール。さまざまな有機物・無機物と組み合わせることで、次世代電子工学のプラットフォームとしての「紙」を開発しました。バッテリーは、バクテリアの「細胞呼吸」を利用して、有機物が持つ生化学エネルギーを生物エネルギーに変えています。


具体的にいうと、研究チームはフリーズドライされた「Exoelectrogen(電気化学活性を持つバクテリア)」を紙の上に置き、バッテリーを作成しました。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/08/20/battery-charged-by-bacteria/002_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/08/20/battery-charged-by-bacteria/001_m.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180820-battery-charged-by-bacteria/
images


引用元: 紙とバクテリアを利用したバッテリーが開発中、人間の「唾液」で活性化[08/20]

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1: 2018/08/17(金) 14:38:54.28 ID:CAP_USER
携帯電話のバッテリーやエコカーの駆動電源に用いるため、リチウムイオン充電池の研究は今でも盛んに行われています。特に研究者から注目されているのが、安全性と生産コストに優れた「全固体リチウムバッテリー」です。ミシガン大学が、従来のリチウムイオンバッテリーの倍の性能を持ち、劣化や発火する心配もないという、新しい全固体リチウムイオン電池を開発したと報告しています。

Battery breakthrough: Doubling performance with lithium metal that doesn’t catch fire | University of Michigan News
https://news.umich.edu/battery-breakthrough-doubling-performance-with-lithium-metal-that-doesnt-catch-fire/

1980年代に発明された、金属リチウムと液体電解質を使用した「金属リチウムバッテリー」は新しい技術として大きな期待を集め、NTTが発売したショルダー型携帯電話のバッテリーに採用されることで市場に登場しました。しかし、電極表面にデンドライトと呼ばれるリチウムの塊が析出し、最終的に電池のショートによって発火する可能性がありました。当時はこの問題を解決することができず、電極に金属リチウムを使用した充電池はやがて使われなくなってしまいました。


1991年にソニー・エナジー・テックが販売したリチウムイオンバッテリーは、電極に使うグラファイト(黒鉛)がリチウムイオンを吸収することでリチウムデンドライトの析出を防止するため、それまでの金属リチウムバッテリーに比べて安定していました。そのため、今に至るまで充電式バッテリーの主流はリチウムイオンバッテリーとなっています。

続きはソースで

https://i.gzn.jp/img/2018/08/17/lithium-solid-battery-breakthrough/a03.jpg

GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180817-lithium-solid-battery-breakthrough/
ダウンロード (4)


引用元: リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功[08/17]

リチウムイオンバッテリーの倍以上の性能で発火の危険性がない「全固体リチウムバッテリー」の開発に成功の続きを読む

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1: 2018/08/08(水) 15:55:34.66 ID:CAP_USER
白石誠司 工学研究科教授、セルゲ◯・ドゥシェンコ 同博士研究員(研究当時、現:米国標準化研究所及びメリーランド大学研究員)、外園将也 同修士課程学生らの研究グループは中村浩次 三重大学准教授と共同で、金属である白金を極めて薄い膜(超薄膜)にしたとき、シリコンなどの半導体で実現されるトランジスタ特性(材料の抵抗を外部電圧で制御する特性)が現れること、さらにそれに伴って白金がスピンを電流に変換する「スピン軌道相互作用」という機能を大幅に変調・制御ことができることを世界で初めて発見しました。

 固体物理学における常識を覆す発見であり、特にエレクトロニクスやスピントロニクス分野の新しい発展に繋がる成果です。

 本研究成果は、2018年8月7日に英国の国際学術誌「Nature Communications」にオンライン掲載されました。

■概要
 今日の情報社会の隆盛をもたらしたトランジスタは、半導体(現在は一般的にシリコンが用いられる)中のキャリア(電子または正孔)をゲート電圧で誘起することで、抵抗の大きさを制御し、情報のオンとオフを操作します。

 しかし、金属は一般的にキャリアの数が非常に多いために、ゲート電圧によってキャリアを誘起しても、抵抗を変えることは困難でした。

 本研究グループは、まず2ナノメートルという極めて薄い白金(Pt)の膜(超薄膜)を、磁性絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(YIG)の上に作製しました。そして、このPt超薄膜の上にイオン液体をのせて強いゲート電圧をかけたところ、上記のような半導体で実現されるトランジスタ特性が現れることを発見しました。

続きはソースで

■今回の研究で用いた素子の構造図と実験の概念図
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/01.jpg

http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/images/180807_1/02.jpg

京都大学
http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2018/180807_1.html
images


引用元: 【固形物理学】金属が半導体に化ける可能性 -超薄膜の白金がトランジスタ特性を発揮することを発見-京都大学[08/08]

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1: 2018/07/15(日) 20:45:28.43 ID:CAP_USER
2018/07/10 13:10:00
早川厚志

東北大学は、同大の研究グループが、就眠運動を引き起こす分子(イオンチャネル)を初めて発見し、それらが葉の上面側と下面側の細胞で不均等に発現することで、葉の動きが生まれることを明らかにしたことを発表した。

この成果は、東北大大学院理学研究科(兼務 同大学院生命科学研究科)上田実教授、及 川貴也大学院生、石丸泰寛助教、東北大学大学院工学研究科の魚住信之教授、浜本晋助教、
岡山大学大学院環境生命科学研究科の村田芳行教授、宗正晋太郎助教、 岩手大学農学部の吉川伸幸教授らによるもので、米国科学誌「カレント・バイオロジ ー」に掲載された。



就眠運動は紀元前から人類を魅了した(出所:東北大ニュースリリース※PDF)
https://news.mynavi.jp/article/20180710-661718/images/001.jpg


マメ科植物には、夜に葉を閉じ、朝には再び葉を開く就眠運動というユニークな現象が見られる。就眠運動に関する最古の記録は、紀元前アレキサンダ ー大王の時代に遡り、進化論のダーウィンが晩年、膨大な観察研究を行った。
昨年度ノーベル生理学医学賞の対象となった生物時計は、植物の就眠運動の観察から発見された。しかし、就眠運動の分子機構は、現在まで全く不明であり、関連する分子すら見つかっていなかった。

研究グループは、就眠運動を制御するイオンチャネルとして、アメリカネムノキから、カリウムチャネル SPORK2、陰イオンチャネル SsSLAH1および SsSLAH3 を発見した。このうち、陰イオンチャネル SsSLAH1が、就眠 運動のマスター制御因子として機能する。

続きはソースで

https://news.mynavi.jp/article/20180710-661718/
※本記事は掲載時点の情報であり、最新のものとは異なる場合があります。予めご了承ください。
ダウンロード (1)


引用元: 【就眠運動】東北大ら、マメの就眠運動を引き起こす分子を発見- ダーウィン以来の謎が解明

東北大ら、マメの就眠運動を引き起こす分子を発見- ダーウィン以来の謎が解明の続きを読む

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1: 2018/07/12(木) 12:44:02.39 ID:CAP_USER
マサチューセッツ工科大学(MIT)と中国の科学者の共同チームが、ナノメートル(10億分の1メートル)単位の素材に、
集束イオンビームを用いて切り込みを入れることで精巧な「切り紙」を再現することに成功しました。

Kirigami-inspired technique manipulates light at the nanoscale | MIT News
http://news.mit.edu/2018/kirigami-inspired-technique-manipulates-light-nanoscale-0706

Nano-kirigami with giant optical chirality | Science Advances
http://advances.sciencemag.org/content/4/7/eaat4436

MITの機械工学科のニコラス・X・ファン教授は、中国科学アカデミーや南中国工科大学の研究者との共同研究で、
マイクロチップ製造技術に用いる集束イオンビームを用いて、
数十ナノメートルという薄さの金属片に切り込みを正確に入れることで、複雑な三次元の形状を作成することに成功しました。
これまでの研究では、切り紙構造をナノスケールで再現するためには、
素材に切り込みを入れた後で複雑な手順による折りたたみ工程が必要だったそうですが、今回の研究チームが開発した技術では、
切り込みを入れるだけで三次元構造を一発で作れるようになっているとのこと。

実際に、集束イオンビームによる切り込みから一瞬にして三次元構造が形作られる様子は以下のムービーから見ることができます。

切り込みを入れた金属片が自然に展開するのは、金属片に切り込みを入れる際に利用する集束イオンビームに秘密があります。
低線量の集束イオンビームで切り込みを入れることで、イオンの一部が金属の結晶格子内に滞留します。
すると、結晶格子の形状が押し出されて、金属片を曲げるような強い応力が生まれ、金属片がきれいに展開します。

続きはソースで 

https://i.gzn.jp/img/2018/07/12/nanoscale-kirigami/a01.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/07/12/nanoscale-kirigami/00_m.jpg
https://i.gzn.jp/img/2018/07/12/nanoscale-kirigami/a02_m.jpg

Nano-kirigami with giant optical chirality
https://youtu.be/VDm8_lfpXGk



GIGAZINE
https://gigazine.net/news/20180712-nanoscale-kirigami/
images


引用元: 【機械工学】MITが10億分の1メートル単位で立体的な「切り紙」を作成することに成功[07/12]

MITが10億分の1メートル単位で立体的な「切り紙」を作成することに成功の続きを読む
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