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ナノポアは、イオンが通過するときに加熱されます。

15.02.2022

大阪大学の産業科学研究所 (SANKEN) の日本の科学者は、イオン流がナノポアを通過するとナノポアが熱くなることを発見しました。この現象はオームの法則によって説明され、DNA 配列決定に役立つ可能性があり、バイオセンサーでのナノ細孔の使用の見通しも示しています。

ナノポアは、膜の小さな穴です。それらのサイズは非常に小さいため、XNUMX つの細孔を通過できるのは DNA 鎖またはウイルス粒子の XNUMX つだけです。現在、ナノ細孔をセンサーに使用することが研究されています。典型的には、物質がナノポアを強制的に通過するように電圧が印加される。その後、溶液に含まれるイオンが細孔を通過できます。しかし、電気エネルギーは抵抗によって熱エネルギーに変換されることが知られています。これがジュール・レンツの法則です。この現象は、ナノ細孔で以前に研究されていません。

日本の研究者は、電圧の印加がナノポアの加熱にどのように影響するかを研究しました。彼らは、金とプラチナのナノ結晶でできた熱電対 (温度に依存する電圧を送信する温度センサー) を使用しました。それらの接触点はわずか100 nmでした。科学者たちは、熱電対を使用して、シリコンウエハー上の 300 nm の厚さの膜に切り込まれた 40 nm のナノポア付近の温度を測定しました。科学者はリン酸緩衝溶液をナノポアに通し、印加電圧の関数としてイオン電流を測定しました。ナノポア付近で放出される熱は、イオン電流の速度に比例することが判明しました。これは、古典的なオームの法則と一致しています。

科学者たちは、ナノポアのサイズが小さくなるにつれて、熱効果がより顕著になることを発見しました。これは、冷却されていない液体が細孔を通過し、温度のバランスをとることができないという事実によるものです。その結果、温度が数度上昇するため、熱の放出を無視することはできません。

研究者たちは、この効果が将来的に利用できると信じています。たとえば、ナノポアに基づく新しいセンサーは、ウイルスを検出するだけでなく、不活性化することもできます。さらに、加熱により、ナノ細孔がポリマーで詰まることはありません。また、熱効果は、シーケンス中に DNA 鎖を分離するのに役立ちます。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

空飛ぶクアルコムのチップ 21.09.2015

ドローンメーカーは、飛行制御、ワイヤレス通信、写真、ビデオ録画、およびその他の機能のための搭載電子機器の開発にリソースの一部を費やしています。 Qualcomm は、Snapdragon Flight プラットフォームを導入することで、コンシューマセグメントのドローン向けの電子機器の開発を簡素化および統合することを提案しました。さらに、クアルコムは、プラットフォームの出現が新しいクラスの軽量ドローンの作成につながることを望んでいます.

プラットフォームコンポーネントは、58 x 40 mm のボードに組み立てられています。ボードの重量は 13 g です。

Qualcomm Snapdragon Flight プラットフォームの心臓部は Qualcomm Snapdragon 801 SoC で、2,26 GHz で動作する Qualcomm Krait クアッドコア CPU、Adreno 330 GPU、Hexagon DSP、ビデオエンコーダー、および 2 つの画像信号プロセッサで構成されています。 . クアルコムによると、プラットフォームは障害物回避やビデオ安定化などの機能を実装できます。このプラットフォームは、2x802.11 Wi-Fi 4.0n および Bluetooth XNUMX、衛星ナビゲーションをサポートしています。

このプラットフォームの利点には、4K ビデオの撮影が可能なカメラ、ジャイロスタビライザー、気圧計、その他のセンサーのサポート、および Qualcomm Quick Charge バッテリーの急速充電技術が含まれます。

クアルコムによると、ドローン企業のユニークはすでにスナップドラゴンフライトに関心を持っているという。新しいプラットフォームでの最初の Yuneec ドローンの登場は、来年になる予定です。

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