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創傷治療用の柔軟なハイドロゲル

20.09.2012

ハーバード大学の力学、材料科学、組織工学の専門家チームは、人間の関節の損傷した軟骨の交換など、さまざまな医療処置に使用できる非常に柔軟で耐久性のあるゲルを作成しました。

新素材の主成分は水であるため、ハイドロゲルと呼ばれています。これは、特別で非常に有用な材料を一緒に作成する 21 つの壊れやすいゲルのハイブリッドです。たとえば、新しいハイドロゲルは元の長さの XNUMX 倍まで伸ばすことができます。さらに、生体適合性があり（人体の生きた組織によって拒絶されない）、自己修復することができ、医学と組織工学の分野で新しい機会を開く他の多くの貴重な性質を持っています.

通常、ハイドロゲルは非常に壊れやすく、簡単に壊れます。ゼリーを簡単に引き裂くスプーンを想像してみてください。しかし、人工軟骨や椎間板の作成など、多くの非常に複雑な操作では、生体適合性の水ベースのゲルが非常に必要とされています。しかし、関節で機能するためには、ヒドロゲルは非常に強く、その特性を失うことなく何度も圧縮/解除する必要があります. このようなヒドロゲルを作成するために、科学者は XNUMX つのポリマーを組み合わせました。コンタクトレンズで使用され、DNA フラグメントを分離するためのゲル電気泳動として使用されるポリアクリルアミドと、XNUMX 番目の成分であるアルギン酸塩です。食品をとろみをつけるためによく使われる藻類抽出物です。

これとは別に、これらのゲルは壊れやすく、たとえば、アルギン酸塩は 1,2 倍の長さにしか伸ばすことができず、その後壊れます。ただし、XNUMX つのポリマーの接続は、相互に強化するリンクされたチェーンの複雑なネットワークを形成します。この場合、ゲルのアルギン酸部分は、互いに弱いイオン結合を形成するポリマー鎖で構成されており、ゲルが伸ばされると、これらの結合の一部が壊れます。その結果、ゲルはわずかに膨張しますが、ポリマー鎖はそのまま残ります。

次に、ポリアクリルアミドは、アルギン酸鎖と非常に強く関連するネットワーク構造を持つ鎖を形成します。したがって、延伸プロセス中にゲルに小さな亀裂が生じた場合、ポリアクリルアミドネットワークは、アルギン酸塩のイオン結合を「引っ張って」さまざまな場所で切断することにより、牽引力をより広い領域に広げるのに役立ちます. 実験によると、新しいハイドロゲルは大きなひび割れがあっても、元の長さの 17 倍まで伸びることができます。

人工軟骨の作成に加えて、新しいハイドロゲルは、「柔らかい」ロボット、光学、人工筋肉、傷の硬い「包帯」などに使用できます。

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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

光ニューラルネットワークアクセラレータ 09.02.2021

ジョージワシントン大学 (米国) とカリフォルニア大学の研究者は、フォトニクス分野の新興企業 Optelligence LLC の専門家と共に、畳み込みニューラルネットワーク用の特別な光アクセラレータを作成しました。これは、光学における独自のスケーリング則に基づくフォトニクスベースのソリューションです。

プロセッサーの非反復タイミングは、高速なプログラマビリティーと大規模な並列処理と組み合わされており、光学機械学習システムは、最新のグラフィックスチップセットよりも XNUMX 桁以上優れたパフォーマンスを発揮できます。そして将来的には、新しいシステムをさらに最適化することができます。

既存の電子機械学習ハードウェアは、情報を順次処理します。また、新しい光学プロセッサは、必要なニューラルネットワークの畳み込み演算を実行できる周波数フィルタリングの概念であるフーリエ光学を使用するだけでなく、デジタルミラーテクノロジを使用してより単純な要素単位の乗算を実行します。

新しいプロセッサは、単一のタイムステップで大規模な行列を処理できるため、新しいスケーリングベクトルを使用して光畳み込みを実行できます。そして、これはすでに機械学習の発展に大きな可能性を秘めています。

プロトタイプは大量の情報 (毎秒 5 ペタバイト単位) を処理するため、将来の革新的なフォトニックマシンを作成する機会が開かれます。この開発は、無人車両、XNUMXG ネットワーク、データセンター、生物医学的診断、データセキュリティなどに適用できます。

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