Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Rozmnożenie wiązki
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Światło posiada niezwykle interesującą cechę. Jego fale o różnej długości nie wchodzą ze sobą w interakcje. Dzięki temu można jednocześnie przesyłać wiele strumieni danych. Podobnie, światło o różnej polaryzacji również nie wchodzi w interakcje. Zatem każda z polaryzacji mogłaby zostać wykorzystana jako niezależny kanał przesyłania i przechowywania danych, znakomicie zwiększając gęstość informacji.
Naukowcy z Uniwersytetu Oksfordzkiego poinformowali właśnie o opracowaniu metody wykorzystania polaryzacji światła do zmaksymalizowania gęstości danych. Wszyscy wiemy, że przewaga fotoniki nad elektronika polega na tym, że światło przemieszcza się szybciej i jest bardziej funkcjonalne w szerokich zakresach. Naszym celem było wykorzystanie wszystkich zalet fotoniki połączonych z odpowiednim materiałem, dzięki czemu chcieliśmy uzyskać szybsze i gęstsze przetwarzanie informacji, mówi główny autor badań, doktorant June Sang Lee.
Jego zespół, we współpracy z profesorem C. Davidem Wrightem z University of Exeter, opracował nanowłókno HAD (hybrydyzowane-aktywne-dielektryczne). Każde z nanowłókien wyróżnia się selektywną reakcją na konkretny kierunek polaryzacji, zatem możliwe jest jednoczesne przetwarzanie danych przenoszonych za pomocą różnych polaryzacji. Stało się to bazą do stworzenia pierwszego fotonicznego procesora wykorzystującego polaryzację światła. Szybkość obliczeniowa takiego procesora jest większa od procesora elektronicznego, gdyż poszczególne nanowókna są modulowane za pomocą nanosekundowych impulsów optycznych. Nowy układ może być ponad 300-krotnie bardziej wydajny niż współczesne procesory.
To dopiero początek tego, co możemy osiągnąć w przyszłości, gdy uda się nam wykorzystać wszystkie stopnie swobody oferowane przez światło, w tym polaryzację. Dzięki temu uzyskamy niezwykły poziom równoległego przetwarzania danych. Nasze prace wciąż znajdują się na bardzo wczesnym etapie, dlatego też szacunki dotyczące prędkości pracy takiego układu wciąż wymagają eksperymentalnego potwierdzenia. Mamy jednak niezwykle ekscytujące pomysły łączenia elektroniki, materiałów nieliniowych i komputerów, komentuje profesor Harish Bhakaran, który od ponad 10 lat prowadzi prace nad wykorzystaniem światła w technologiach obliczeniowych.
Ze szczegółami pracy można zapoznać się w artykule Polarisation-selective reconfigurability in hybridized-active-dielectric nanowires opublikowanym na łamach Science Advances.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Obecnie wykrywanie związków chemicznych jest łatwiejsze niż kiedykolwiek wcześniej, lecz prowadzenie analiz w pojedynczej kropli nadal pozostaje wyzwaniem. Naukowcy próbują miniaturyzować urządzenia do wykrywania substancji chemicznych w o wiele mniejszej objętości niż robione jest to w laboratoriach diagnostycznych. Gdyby ktoś powiedział kilka dekad temu, że jedna kropla roztworu wystarczy, aby odkryć, jakie substancje kryją się w jej wnętrzu, z pewnością nikt by w to nie uwierzył. Na szczęście to już nie fikcja, a codzienność.
Wychodząc naprzeciw rosnącemu zapotrzebowaniu na prowadzenie w czasie rzeczywistym analiz w zaledwie kilku mikrolitrach roztworu, naukowcy z Instytutu Chemii Fizycznej PAN pod kierunkiem Martina Jӧnssona-Niedziółki we współpracy z badaczami z Politechniki Warszawskiej udowodnili, że detekcja w tak małej skali jest możliwa.
Nowa koncepcja badaczy łączy kilka rozwiązań opierających się na zminiaturyzowanych elektrodach, unikalnej geometrii płytki do gromadzenia roztworu oraz światłowodu. Naukowcy zaprezentowali połączenie różnych technik badawczych, tworząc narzędzie o wiele czulsze niż klasyczne metody. Taka kombinacja elektrochemii z technikami optycznymi oraz mikroskopijnym zbiornikiem na kroplę opłacała się, pozwalając na o wiele więcej niż pierwotnie zakładano. To niesamowite, że dzięki „zaledwie” i jednocześnie „aż” sygnałom elektrochemicznym i optycznym wyjątkowo czuła analiza chemiczna mikroskopijnych kropel jest możliwa.
Przeprowadziliśmy serię eksperymentów elektrochemicznych równolegle z pomiarami optycznymi dla różnych pozycji mikroelektrod. Dzięki temu mogliśmy wyraźnie zobaczyć zmianę sygnału optycznego w miarę postępu reakcji elektrochemicznej – wspomina dr Martin Jӧnsson-Niedziółka
Naukowcy wykazali, że kontrolując wielkość wgłębień na płytce typu „lab-on-a-chip” oraz indukując sygnał w światłowodzie za pomocą ablacji laserem femtosekundowym, mogą elektrochemicznie badać roztwór w setnych częściach mililitra roztworu. Co ciekawe, tajemnica dużej czułości układu kryje się w zastosowanym światłowodzie, który choć jest ma długą historię i jest powszechnie używany w telekomunikacji, umożliwia detekcję nawet minimalnych zmian w procesach chemicznych. A to za sprawą pomiaru parametru zwanego współczynnikiem załamania światła. W ten sposób zaprojektowany system może precyzyjnie mierzyć ugięcie światła w każdej z badanych kropel. Gdy w próbce zachodzi reakcja chemiczna np. proces redukcji-utlenienia, wartości tego parametru zmieniają się, umożliwiając wykrycie nawet niewielkich różnic w składzie chemicznym w cieczy.
Dr Martin Jӧnsson-Niedziółka twierdzi, że połączenie niezwykłej czułości światłowodów z ich elastycznością i narzędziami elektrochemicznymi daje nowe możliwości w detekcji związków chemicznych, szczególnie w analizie złożonych układów np. próbek biologicznych.
Naukowcy porównali uzyskane wyniki z klasycznymi technikami tj. spektroskopia w bliskiej podczerwieni, celem porównania czułości detekcji na przykładzie reakcji redoks przy użyciu związku na bazie ferrocenu. Co ciekawe, stosując tę metodę, nie zarejestrowali różnicy między sygnałami postaci utlenionej i zredukowanej stosowanego wskaźnika redoks, pokazując, że klasyczne rozwiązania w tak małej skali zawodzą. Tym samym badacze potwierdzili, że mierzenie zmian podczas przebiegu reakcji elektrochemicznych wraz z monitorowaniem właściwości optycznych roztworu umożliwia detekcję związków nawet w objętościach rzędu zaledwie kilku mikrolitrów. Dodatkowo przeprowadzone analizy numeryczne potwierdziły, że detekcja ta jest możliwa nawet w jeszcze mniejszej objętości rzędu pikolitrów. Jest to niezwykle ważne w projektowaniu nowoczesnych urządzeń do przenośnego, wydajnego i czułego wykrywania substancji z roztworu.
Wciąż jest jeszcze wiele do zrobienia, lecz niezmiernie cieszy nas fakt, że zaproponowany przez nas układ w ogóle działa. Już teraz ulepszamy aparaturę, aby system był łatwiejszy w obsłudze i bardziej uniwersalny w użyciu – mówi Jӧnsson-Niedziółka.
Przedstawione dane są obiecujące i mają ogromny potencjał pod kątem prowadzenia w przyszłości badań przesiewowych próbek biologicznych, takich jak metabolity, lub zastosowania w innych dziedzinach, np. do analizy próbek środowiskowych, a nawet materiałów niebezpiecznych. Być może zaproponowane przez naukowców rozwiązanie już niebawem pozwoli na przenośne wykrywanie wielu reakcji chemicznych o wiele szybciej i sprawniej niż przy użyciu klasycznej aparatury laboratoryjnej. Złożoność układu i czułość pomiarów wciąż wymagają prac celem optymalizacji licznych parametrów, lecz już teraz można stwierdzić, że jest to przełom w detekcji w mikroskali i z pewnością przyczyni się do polepszenia skuteczności przyszłego leczenia klinicznego.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Filtr stworzony na Uniwersytecie w Exeter może rozłożyć plastikowe mikrowłókna, które trafiają do wody podczas prania ubrań. Inteligentny filtr je wychwytuje i za pomocą zestawu enzymów rozkłada do 2 produktów: kwasu tereftalowego i glikolu etylenowego. W wysokich stężeniach związki te mogą być toksyczne, ale ilość wody wykorzystywana w czasie prania wystarczy do rozcieńczenia ich do bezpiecznego poziomu.
Filtr opracowało 10 studentów z różnych kierunków. By rozpocząć produkcję filtra i jego montowanie w urządzeniach, grupa PETexe współpracuje z partnerami przemysłowymi, np. firmą Miele.
Syntetyczne włókna, takie jak poliester czy nylon, stanowią sporą część materiałów ubraniowych. Mikrowłókna uwalnianie w czasie każdego prania spływają do oceanu. Przez to znajdują się w wodzie z kranu, jedzeniu, które spożywamy, a nawet w powietrzu, którym oddychamy. Nasz inteligentny filtr, zaprojektowany tak, by pasował do odpływu pralek, wychwytuje ok. 75% tych włókien i je rozkłada - wyjaśnia Rachael Quintin-Baxendale.
Quintin-Baxendale dodaje, że rozłożenie w ten sposób większych kawałków plastiku zajęłoby dużo czasu, ale mikrowłókna są tak drobne, że mamy nadzieję rozłożyć je w pełni pomiędzy praniami. Obecnie eksperymentujemy z różnymi stężeniami enzymów, aby znaleźć optymalne warunki do tego procesu.
Lydia Pike opowiada, że polimerem najczęściej wykorzystywanym w ubraniach jest poli(tereftalan etylenu), PET. Podstawowym enzymem stosowanym przez nas do rozłożenia go jest PETaza.
Oprócz tego studenci pracują nad aplikacją, która pozwoli ludziom monitorować proces i zarządzać filtrem. Dzięki niej możliwe też będzie udostępnianie danych; członkowie PETexe wykorzystają je do poprawienia wydajności enzymów.
Choć na obecnym etapie skupiamy się na pralkach, możliwe, że działające na podobnych zasadach filtry znajdą zastosowanie w fabrykach materiałów i w stacjach uzdatniania wody.
Projekt jest wspierany i sponsorowany przez różne podmioty, w tym Google'a. Filtr uzyskiwany za pomocą drukarki 3D został stworzony na listopadowy iGEM (International Genetically Engineered Machine), czyli konkurs z dziedziny biologii syntetycznej organizowany przez MIT. PETexe ma jednak nadzieję, że pomysł uda się dalej rozwinąć...
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Już wkrótce amerykański Sąd Najwyższy może otworzyć własny kanał na YouTube. Senacki Komitet Sprawiedliwości zaaprobował ustawę, która nakłada na Sąd Najwyższy obowiązek transmitowania posiedzeń.
Ustawa nakazuje, by Sąd „zezwolił na telewizyjne transmisje wszystkich otwartych posiedzeń“. Zezwala jednocześnie by, większością głosów, sędziowie mogli zdecydować o zakazie transmitowania posiedzenia, jeśli transmisja „stanowiłaby naruszenie zasad uczciwego procesu względem jednej lub większej liczby stron biorących udział w sprawie“.
Jeden z pomysłodawców nowej ustawy, republikański senator Chuck Grassley, mówi: „Oto dlaczego takie prawo jest potrzebne. Daje ono Amerykanom dostęp do najwyższego sądu w ich kraju. Przeprowadzone w ubiegłym roku badania wykazały, że 62% Amerykanów uważa, że mają zbyt mało informacji o pracach Sądu Najwyższego. A cóż może być lepszym źródłem o Sądzie Najwyższym niż sam Sąd Najwyższy?“.
W amerykańskich sądach federalnych zwykle nie dopuszcza się obecności kamer. Mogą być one natomiast obecne w federalnych sądach apelacyjnych. Większość stanów zezwala też na ich obecność w sądach niższej instancji.
Ustawa musi jeszcze zostać przegłosowana przez Senat i Izbę Reprezentantów. Później zostanie przesłana do prezydenta.
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Jeśli ktoś próbuje rzucić palenie, ale nic z tego nie wychodzi, naukowcy z Uniwersytetu Cornella proponują pewne połowiczne, ale było nie było, korzystne dla zdrowia rozwiązanie - papierosy z filtrem zawierającym ekstrakty naturalnych przeciwutleniaczy, które znacznie zmniejszają ilość przechodzących do dymu wolnych rodników. W filtrach wykorzystano likopen i wyciąg z pestek winogron.
Jak twierdzi doktor Boris Dzilkovski, współautor artykułu z Journal of Visualized Experiments, technika może znacznie ograniczyć zagrożenia zdrowotne wynikające z palenia papierosów, ponieważ wolne rodniki są ważną grupą związków rakotwórczych.
Naukowcy już wcześniej pracowali nad tzw. biofiltrami, w których wykorzystywano hemoglobinę oraz węgiel aktywny i mimo że wykazano, że hemoglobina i związki zawierające grupę hemową częściowo usuwają tlenek azotu(II), reaktywne formy tlenu oraz lotne związki nitrozowe, rozwiązań tych nie skomercjalizowano ze względu na koszty. Relacjonując przebieg badań nad biofiltrami, nie sposób nie wspomnieć o szikoninie, która reprezentuje grupę fitoaleksyn, czyli niskocząsteczkowych związków przeciwdrobnoustrojowych, syntetyzowanych i gromadzonych przez rośliny. Wykorzystywana w medycynie chińskiej szikonina występuje w warstwie korowej korzeni wielu roślin z rodziny Boraginaceae.
Podczas badań z filtrami z likopenem i ekstraktem z pestek winogron naukowcy posłużyli się spektroskopią rezonansu spinowego elektronowego. Aby wprowadzić przeciwutleniacze do standardowego filtra z octanu celulozy (0,4 mg/filtr), piknogenol i ekstrakt z pestek winogron rozpuszczono w 95% etanolu, a likopen w acetonie. Objętości rozpuszczalnika były różne, zależnie od rozpuszczalności przeciwutleniaczy. Następnie pokryto je 10 mg węgla aktywnego. W tym celu przez ok. 12 godzin węgiel wirowano w warunkach beztlenowych z roztworem przeciwutleniaczy, a potem filtrowano i suszono.
Filtr przecięto na pół, między tak uzyskanymi arkusikami umieszczono zaimpregnowane węglem aktywnym przeciwutleniacze, a całość sklejono taśmą. Filtr kontrolny sporządzono dokładnie w ten sam sposób, ale w środku nie znalazły się, oczywiście, antyoksydanty. Oba filtry przymocowano do fifki z tytoniem. Przed symulacją palenia papierosy trzymano przez minimum 2 dni w temperaturze 20 st. Celsjusza i wilgotności względnej równej 60%, używając nasyconego roztworu bromku sodu (NaBr).
Naukowcy stwierdzili, że likopen i wyciąg z pestek winogron szybko usuwają do 90% wolnych rodników fazy gazowej dymu. Niestety, po tygodniu przechowywania w temperaturze pokojowej filtry autorstwa Dzilkovskiego, Jacka H. Freeda i Long-Xi Yu traciły sporą część pojemności wychwytującej.
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.