開發新型高性能和可回收材料
DGIST 能源科學與工程系的 Chiyoung Park 教授(校長 Kunwoo Lee)開發了一種突破性的新材料,預計將推動高靈敏度可回收感測器技術的發展。 Park 的團隊與仁荷大學的 U-hyeok Choi 教授(校長 Cho Mungwoo)合作,創建了一個基於動態聚合物網路的可回收高靈敏度感測器。這種下一代材料因其將環境永續性與高性能相結合的能力而受到關注。 現有的高靈敏度感測器因疲勞和重複使用而導致性能下降,受到限制。然而,研究團隊開發的動態聚合物網路透過使用插烯聚氨酯鍵合保持了優異的靈敏度和耐久性。這種黏合結構能夠響應溫度、光和壓力等外部刺激而自我修復,即使在重複使用後也能防止性能下降。 動態聚合物網路也對各種機械運動、熱和光敏感,基於該網路的感測器擅長檢測人體運動。研究人員已經證明,這些感測器可以準確地檢測手指彎曲、臉部表情的變化,甚至喉嚨的吞嚥動作。此技術的最大優點之一是回收後仍能保持相同的靈敏度而不會出現任何降解。 為了解決日益嚴重的電子垃圾問題,團隊設計了將可回收性與高性能相結合的技術。他們相信動態聚合物網路的多功能性支援重複使用和回收,有可能大幅減少電子垃圾。他們的工作不僅對感測器技術而且對下一代電子產品、穿戴式裝置和醫療設備產生深遠的影響。該團隊繼續致力於將該技術商業化,以實現廣泛的工業應用。 「我們的材料具有出色的加工性能,可以透過機械或化學方式回收,」DGIST 教授 Chiyoung Park 說。 “聚合物網路經過簡單的回收過程,我們預計這將延長電子設備和可穿戴感測器的使用壽命,從而顯著減少電子廢物。” 該研究得到了由產業通商資源部資助的工業技術煉金術士計畫和科學技術資訊通信部基礎研究中心計畫的支持。研究結果(第一作者:Gyeonghyeon Choi,綜合碩士/博士生)發表在 化學工程雜誌。 Source link
模仿人腦的超靈敏電子皮膚
大邱慶北科學技術院(DGIST;院長Kunwoo Lee)能源科學與工程系Youngu Lee教授與全北大學機械工程系Jaehyuk Lim教授共同研究,成功開發了用於模擬人腦神經系統的電子皮膚的超靈敏壓力感測器。該技術適用於未來設備,包括基於人工智慧的數位醫療設備,由於其透明度和實體靈活性,預計將在透明顯示器和可穿戴設備等各個領域得到應用。 壓力感測器是檢測輕微變化或力並將其轉換為訊號的設備。它們用於智慧型手機和醫療設備中來檢測觸摸、心率和肌肉運動。與人類皮膚類似,基於壓力感測器的電子皮膚可以檢測輕微的壓力,因此可用於許多不同的應用,包括穿戴式裝置、醫療監控設備和機器人的感測系統。為了將電子皮膚用於更實際的目的,必須超越簡單地檢測壓力並實現更高的靈敏度、透明度和靈活性。在此背景下,正在進行許多研究來提高性能。 李教授領導的研究小組開發了一種模擬人腦傳輸訊號方式的壓力感測器。當神經元和神經膠質細胞一起工作時,大腦以複雜而快速的方式傳輸訊號。李教授的團隊模仿這種結構創建了一個奈米粒子網絡,並設計了一種對輕微壓力敏感的壓力感測器。 本研究開發的壓力感測器不僅具有高靈敏度,而且具有高透明性和靈活性。它可以檢測輕微的變化,例如心率和手指運動,以及水滴的壓力。此外,即使重複使用10000次也能穩定工作,即使在炎熱或潮濕的環境下其性能也不會下降。 DGIST能源科學與工程系的Lee教授表示:「基於這項研究,我們成功開發了一種適用於具有透明性和靈活性的下一代電子皮膚的觸覺感測器。希望能夠研究出這種觸覺感測器的基本機制。 這項研究由首爾國立大學材料科學與工程系博士生 Jiwoo Koo 共同進行; Jongyoon Kim 博士,DGIST 能源科學與工程系; Myungseok Ko 博士,全北國立大學; Youngu Lee 教授,DGIST;和全北國立大學 Jaehyuk Lim 教授。此外,該研究得到了韓國國家研究基金會中期職業研究計畫和永續太陽能利用工程研究中心計畫的資助,其結果發表在2024年10月號的《 化學工程雜誌,化學工程領域的國際期刊。 Source link
銀 (Ag) 摻雜技術使下一代太陽能電池更強大
DGIST(院長Kunwoo Lee)能源與環境技術部的Kee-jeong Yang、Dae-hwan Kim和Jin-gyu Kang等高級研究人員團隊與該系的Kim Jun-ho教授團隊合作仁川國立大學物理學系和電子材料工程系Koo Sang-mo教授的團隊在聯合研究中顯著提高了黃錫黃錫礦(CZTSSe)薄膜太陽能電池的性能。他們開發了一種在太陽能電池中摻雜銀(Ag)的新方法,以抑制阻礙電池性能的缺陷並促進晶體生長,從而顯著提高效率並為商業化鋪平道路。 CZTSSe太陽能電池由銅(Cu)、鋅(Zn)、錫(Sn)、硫(S)和硒(Se)組成,由於資源豐富、成本低廉、環境友善而受到關注。特別是,它們具有適合大規模生產和價格極具競爭力的優勢,因為它們使用資源豐富的材料,而不是傳統太陽能電池中使用的稀有金屬。然而,傳統的CZTSSe太陽能電池由於電子-電洞複合而效率低且電流損失大,因此難以商業化。 為了解決這些問題,研究小組採用了一種在太陽能電池前驅體中摻雜銀的方法。 Ag 抑制 Sn 的損失,有助於材料在低溫下更好地混合。這使得晶體生長得更大更快,從而減少缺陷並提高太陽能電池的性能。在這項研究中,他們系統地分析了銀在前驅體不同位置的放置如何改變太陽能電池中的缺陷和電子電洞複合特性。結果表明,Ag可以透過防止Sn流失並最大化缺陷抑制效果來顯著提高太陽能電池的性能。 重要的是,他們還發現,在錯誤的位置摻雜Ag實際上會幹擾Zn和Cu合金的形成,導致Zn保留在塊體中並形成缺陷簇。這可能導致電子電洞複合損失增加和性能下降。由此,研究小組提供了一個重要的見解:太陽能電池的性能根據銀摻雜發生的位置而顯著變化。 此外,研究團隊發現,Ag摻雜形成的液體材料可以促進晶體生長,顯著提高吸收層的密度和結晶度。這導致了能帶結構的改進和缺陷的減少,最終使電池中的電荷傳輸更加順暢。這些發現預計將對低成本生產高性能太陽能電池做出重大貢獻。 資深研究員Yang Kee-jeong表示:「在這項研究中,我們逐一過程分析了以前未明確識別的Ag摻雜的效果,發現銀在抑制錫損失和改善缺陷方面發揮作用。」能源與環境技術部。 “這些結果為銀摻雜前驅體結構的設計提供了重要的見解,以提高太陽能電池的效率,並有望為各種太陽能電池技術的發展做出貢獻。” 該研究由科學和資訊通信部的源頭技術開發(碳中和技術的跨越式發展)計劃和未來領先的專業化研究(大挑戰研究與創新項目(P-CoE))計劃資助。論文線上發表在能源領域國際領先期刊《Energy & Environmental Energy》(IF 32.4)。 Source link
綠色能源技術的演變:開發具有輻射冷卻和太陽能吸收的三維智慧能源裝置
DGIST 機器人和機電一體化工程系的 Bonghoon Kim 教授領導的研究團隊開發了一種“3D 智慧能源設備”,具有可逆加熱和冷卻功能。該團隊與韓國科學技術院機械工程系的 Bongjae Lee 教授和高麗大學材料科學與工程系的 Heon Lee 教授合作。他們的創新設備因其卓越性和實用性而被官方認可,並被選為國際期刊的封面文章 先進材料。 暖氣和冷氣約佔全球能源消耗的50%,對全球暖化和空氣污染等環境問題產生了重大影響。因此,利用太陽和室外空氣作為熱源和冷源的太陽能吸收和輻射冷卻裝置作為環保和永續的解決方案而受到關注。雖然已經開發出各種設備,但許多設備功能有限,僅專注於加熱或冷卻,並且大型系統缺乏可調節性。 為了解決這些限制,Kim 教授的團隊創建了一種“3D 智慧能源設備”,將可逆加熱和冷卻功能整合在單一設備中。該設備採用獨特的機制運作:當 3D 結構透過機械剝離過程打開時,由有機矽彈性體和銀製成的下層暴露出來以產生輻射冷卻。當結構閉合時,塗有黑色油漆的表面吸收太陽熱量,從而產生熱量。 該團隊在多種基材上測試了該設備,包括皮膚、玻璃、鋼、鋁、銅和聚醯亞胺,並證明調整 3D 結構的角度可以控制其加熱和冷卻性能。這種調節熱性能的能力為在宏觀和微觀尺度上降低溫控建築和電子設備的能耗提供了一個有效且有前景的解決方案。 「我們很榮幸我們的研究被選為這樣一本著名期刊的封面文章,」Bonghoon Kim 教授說。 “我們的目標是確保這些發現應用於工業和建築環境中,以幫助減少能源消耗。” 這項研究得到了「全球生物融合介面領先研究中心(ERC)」和韓國國家研究基金會「奈米和材料技術開發計畫」的支持。結果發表於 先進材料,它們被當作封面文章。 Source link
投手們高興嗎?等離子照射可以防止肌腱再次撕裂
人體充滿了肌肉和運動部件,遠非堅不可摧。受傷很常見,尤其是肌腱和骨骼連接處。在日本,50 歲以上的人中約有四分之一會受到肩袖撕裂的影響,報告稱,即使在手術後,仍有約 20% 的病例會再次撕裂。為了解決這個問題,需要新的治療方法來支持目前的臨床實踐。 大阪都立大學醫學研究生院的研究生Katsumasa Nakazawa、副教授Hiromitsu Toyoda、時任大阪都立大學醫學研究生院的Hiroaki Nakamura 教授以及工程研究生院教授Jun-Seok Oh 及其同事此前曾報道過使用非熱常壓等離子體在骨骼和肌腱修復。這次,研究團隊在兔子模型的肩袖上使用等離子體來檢查癒合速度和修復強度。 研究由兩組組成:對照組和 5 分鐘等離子體照射組,其中肩袖被分離、照射,然後縫合。每隔兩週、四周和八週比較和檢查組織學和機械強度差異。結果顯示,等離子照射組在四周和八週後出現了與正常腱骨連接處相似的組織排列。 也發現比對照組形成更多的骨組織。在生物力學測試中,八週後破壞等離子照射的肩袖所需的力道接近未損壞的強度。 豐田教授表示:“如果這項研究的結果可以應用於當前的臨床實踐,則可能有助於更可靠的肩袖修復並降低再撕裂率。” “此外,通過將這項技術引入運動醫學,有望加速運動員的康復並提高他們的表現。” Source link
日本自然氣候變遷實驗室揭示了漁民的適應動態
本週三在該雜誌上發表了一項新的科學研究 人與自然 揭示了氣候變遷的影響與受環境變遷影響最嚴重的地區之一(日本南部海岸)沿海漁民的適應性反應之間的複雜關係。隨著造礁珊瑚、亞熱帶草食性魚類和其他溫水物種向北擴展其領地,變暖的海水和向北流動的強勁洋流正在迅速改變這些沿海地區的大型藻床。這種被稱為熱帶化的全球現象正在威脅全世界的溫帶生態系統,從日本和澳洲的大型藻床到墨西哥灣和地中海的海草草甸,改變了物種的組成和這些生態系統提供的服務。然而,幾乎沒有證據表明這些漁業社區如何受到影響以及他們如何適應這些變化,這使得適應性管理變得困難。這項研究有助於填補科學和政策方面的空白。 該研究是國際博士學位的一部分。由主要作者 Xochitl Édua Elías Ilosvay 博士在 CIM 維哥大學(西班牙)未來海洋實驗室研究小組中進行,並在 UVigo 海洋研究中心 (CIM) 該研究小組組長、研究人員 Elena Ojea 的監督下進行)和Jorge García Molinos,來自日本北海道大學。它還涉及與日本國家環境研究所的 Naoki H. Kumagai 的合作、黑潮生物研究所的日本研究人員的參與以及當地社區成員 Kameyuki Seike 和 Kazuki Seike 在實地研究過程中的支持。…
入侵的鰱魚減少了芝加哥地區水域的移動
自從半個世紀前引進以來,入侵的鰱魚已經遍佈整個密西西比河流域。然而,儘管魚群竭盡全力,但仍沒有超出坎卡基以北伊利諾伊河的一段特定河段。伊利諾大學厄巴納-香檳分校的研究表明,這些魚可能會避免來自芝加哥地區水道的污染物,該水道向南流動,然後在坎卡基周圍逐漸消失。 一項新研究今天發表在 科學報告,顯示鰱魚在進入坎卡基以北的伊利諾伊河(代表芝加哥地區的水)的水中時,其行為和新陳代謝發生了變化。 「當動物經歷壓力源時,有時它們會離開那裡。它們想,『這太可怕了,我要走了’,然後它們就快速跑開。但有時它們會減少活動並蹲下來。這些動物會想,’我要離開了’。當我們將鯉魚放入芝加哥水中時,它們就會這樣做——它們減少了活動並停止了移動,」該研究的合著者、農業學院自然資源與環境科學系(NRES) 教授科里·蘇斯基(Cory Suski) 說。 蘇斯基和他來自德州大學和美國地質調查局(USGS) 的同事將坎卡基地區北部的水運至美國地質調查局的魚類孵化場,在那裡他們比較了芝加哥地區水道和實驗室水中鰱魚的行為。 「我們將魚放入桶中,並使用攝影機測量魚的行為,」蘇斯基說。 「實驗室水中的魚會探索,就好像它們在想,’哦,嘿,我在一個新桶裡。這裡有什麼?’隨著時間的推移,它們會感到無聊並停止移動,但芝加哥地區水域中的鯉魚立即降低了活動率,這表明存在壓力因素。 有趣的是,儘管芝加哥地區水中的魚移動較少,但它們也比實驗室水中的鯉魚燃燒更多的能量。蘇斯基說,這表明魚可能正在加班以應對污染物暴露。 新的行為和代謝發現與 Suski 小組 2019 年的一項研究一致,該研究顯示從 Kankakee 北部取樣的野生鰱魚開啟了與毒素清除相關的基因,並關閉了負責肝臟 DNA 修復和保護措施的基因。這些模式表明,魚類忙於解毒污染物,以至於犧牲了自己的內部修復機制。 兩項研究都沒有確定鯉魚可能會對哪些特定污染物產生反應,但從美國地質調查局的報告中可以清楚看出,芝加哥地區的一些污染物在坎卡基地區的地點急劇下降。 「揮發性有機化合物、藥品和大量其他污染物都在上游,靠近芝加哥,」蘇斯基說。 “伊利諾伊河這一水池周圍的污染物濃度發生了相當大的變化。鯉魚在其他地方擴散並變得豐富,除了這一點。而且這種情況至少有十年了。” 該研究的主要作者、前 NRES 研究生 Amy Schneider 補充道:“通過研究鰱魚等入侵魚類的生理和行為,研究人員可以繼續改進和開發阻止這些物種的方法。”…
涼爽的地表水有助於海洋吸收更多的碳
新研究表明,海洋表面細微的溫差可以吸收更多的二氧化碳 (CO2)。 科學家認為,海洋表層(0.01毫米厚的表層水,比人的頭髮還細,通常比下面的水稍冷)應該會增加從大氣中吸收的二氧化碳量。 這是因為較冷的水吸收二氧化碳的效率較高。該層與約 2 毫米深的水之間的氣體濃度控制著大氣與海洋之間的氣體交換。 理論和實驗室工作表明,這種溫差應該會增加海洋吸收的二氧化碳量,但以前從未在海上成功觀察到這種情況。 這項新研究由康沃爾郡埃克塞特大學彭林校區的研究人員領導,利用精確測量來證實海洋表層的溫度確實有助於碳吸收。 在大西洋進行的研究結果表明,該海洋每年吸收的二氧化碳比先前認為的多約 7%。這聽起來可能很小,但當應用於所有海洋時,這種額外的碳吸收相當於亞馬遜雨林每年森林生長捕獲的碳的一倍半。 全球海洋吸收了人類約四分之一的碳排放,減緩了氣候變化,同時也損害了海洋,新發現有助於提高我們對這些過程的理解。 「我們的研究結果提供的測量結果證實了我們對海洋表面二氧化碳通量的理論理解,」埃克塞特大學的主要作者丹尼爾·福特博士說。 “隨著下個月召開的 COP29 氣候變遷會議,這項工作凸顯了海洋的重要性,但它也應該幫助我們改進用於指導減排的全球碳評估。” 該團隊現已將這項進步納入今年全球碳預算評估的數據提交中。 船上的觀測數據來自歐洲太空總署的兩個項目,是透過二氧化碳通量系統進行的,該系統測量了空氣中二氧化碳在流向海洋表面和再次離開時的微小差異,以及高分辨率的溫度測量結果。 到目前為止,全球對海氣二氧化碳通量的估計通常忽略了近地表層溫差的重要性。 同樣來自埃克塞特大學的伊恩·阿什頓博士表示:「這項工作是國際科學家團隊多年努力的結晶。歐洲太空總署對科學的支持對於組織如此高品質的測量活動發揮了重要作用。 ”跨越整個海洋。” 普利茅斯海洋實驗室(PML) 的加文·蒂爾斯通(Gavin Tilstone) 博士表示:「這項發現突顯了海洋水柱結構的複雜性,以及它如何影響從大氣中吸收二氧化碳。在我們不斷改進的在過程中,了解這些微妙的機制至關重要。 研究的國際合作夥伴包括來自歐洲太空總署和南安普敦大學的海水溫度測量專家。 它由歐洲太空總署、地平線歐洲和自然環境研究委員會資助。 這些船舶巡航是 PML 領導的大西洋經線橫斷面 (AMT)…
研究人員發現蛋白質 GPNMB 在心臟修復中的新作用
加州大學洛杉磯分校的科學家發現 GPNMB 蛋白是心臟病發作後心臟癒合過程中的關鍵調節因子。 他們利用動物模型證明,稱為巨噬細胞的骨髓源性免疫細胞會分泌 GPNMB,它與受體 GPR39 結合,促進心臟修復。這些發現為心臟如何自我修復提供了新的認識,並可能導致旨在改善心臟功能和防止進展為心臟衰竭的新治療方法。 在美國,每 40 秒就有一人心臟病發作,這是心臟衰竭的主要原因。這些心臟事件會削弱心臟並導致疤痕,從而降低心臟有效泵血的能力。雖然這種疤痕組織最初形成是為了維持心臟的結構,但它會永久存在,使倖存的肌肉緊張並最終導致心臟衰竭。 先前的臨床研究表明,GPNMB(糖蛋白非轉移性黑色素瘤蛋白 B)與心臟衰竭患者的心血管結局密切相關。然而,目前尚不清楚缺乏這種蛋白質是否直接導致心臟病發作後發生心臟衰竭。這一重要的區別——GPNMB 是否只是一種相關的生物標誌物,還是起著因果作用的生物標記——決定了該蛋白質是否可以被視為未來研究的治療標靶。 利用小鼠模型,研究人員首先確定 GPNMB 並非由心臟本身表達,而是由源自骨髓的發炎細胞產生。心臟病發作後,這些巨噬細胞會前往心臟受傷部位,在那裡表達 GPNMB。 研究小組進行了基因敲除——使 GPNMB 基因失去活性—— 和骨髓移植,並觀察到缺乏 GPNMB 基因的小鼠在心臟病發作後表現出明顯更差的結果,包括心臟破裂的發生率更高,這是人類心臟衰竭患者中也出現的致命併發症。相反,給予額外劑量的循環 GPNMB 蛋白的具有正常 GPNMB 表達的小鼠顯示出心臟功能的改善和疤痕的減少。在模擬心臟病發作 4 週後,67% 缺乏…
腳踝監視器追蹤到亨布爾的芬太尼販子,這是因服藥過量死亡的受害者的最後一條短信
德克薩斯州漢布爾 – 一名來自漢布爾的被指控的芬太尼販子因與休斯頓吸毒過量致死事件有關而入獄。 參見: 芬太尼經銷商被指控用輪胎走私毒品從休士頓運往拉雷多 據德克薩斯州南區美國檢察官辦公室稱,22 歲的科爾·米爾薩普 (Cole Millsap) 在經過長時間的臥底調查後被調查人員逮捕。此前官員稱,他在四月死前曾多次向受害者出售毒品。 檢察官表示,4 月 22 日,警方查看受害者的手機時發現,三天前受害者曾給米爾薩普發短信,詢問毒品交易事宜。這是因為偵探發現米爾薩普的聯絡資訊標記為「COLE WORLD」。後來的屍檢顯示受害者體內含有芬太尼。 進一步調查發現,米爾薩普當時處於保釋狀態,必須戴上腳踝監視器,因此他們能夠追蹤他的 GPS 座標,以證實他在毒品交易中所扮演的角色。 建議: 「美國面臨的最致命的毒品威脅」:男子被指控進口 2,000 公斤化學品用於製造芬太尼藥丸 美國檢察官辦公室表示,一項秘密調查已經啟動,並將米爾薩普與至少三筆芬太尼交易聯繫起來。 8 月 29 日是第一筆交易,這名 22 歲的男子以 40…