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オスのハエが花に近づき、メスのハエと思われるものの上に着地し、揺れます。 彼は交尾しようとしていますが、うまくいきません。 彼は別の試みをしています。 結局、彼はあきらめてブーンという音を立て、失敗しました。 一方、植物は欲しかったもの、つまり花粉を手に入れました。

南アフリカのヒナギクであるゴルテリア ディフサは、花びらに雌のハエに似た複雑な構造を作ることが知られている唯一のヒナギクです。 毛むくじゃらの隆起と白いハイライトを備えたこの説得力のある 3 次元の欺瞞の背後にあるメカニズムは、何十年もの間科学者の興味をそそってきました。

今回、研究者たちは、ヒナギクの花びらに偽のハエを作ることに関与する 3 つの遺伝子セットを特定しました。 大きな驚きは、3 つのセットすべてが植物内ですでに他の機能を持っていることです。1 つは鉄を動かし、1 つは根毛を成長させ、もう 1 つはいつ花ができるかを制御します。

この研究では、3 セットの遺伝子が、偽のテントウムシを作る新しい方法でデイジーの花びらに集められていることがわかりました。 「鉄移動」遺伝子は、花びらの通常は赤紫色の色素に鉄を加え、よりハエに似た青緑色に色を変えます。 根毛の遺伝子は、花弁で毛を広げて質感を与えます。 そして、遺伝子の 3 番目のセットは、偽のハエを花びらのランダムな位置に出現させます。

「このヒナギクは、新しい「ハエを作る」遺伝子を進化させたわけではありません。代わりに、さらに賢いことを行いました。植物のさまざまな部分ですでに他のことをしている既存の遺伝子を集めて、花びらに複雑なスポットを作りました。オスのハエをだます」と、ケンブリッジ大学植物科学部のビバリー・グローバー教授であり、同大学の植物園のディレクターであり、この研究の上級著者である.

研究者たちは、ヒナギクの花びらが受粉のためにオスのハエを引き付けることで、進化上の利点を与えていると述べています。 植物は南アフリカの過酷な砂漠環境で育ち、花を咲かせ、受粉し、枯れる前に種を植える短い雨季しかありません. これにより、受粉媒介者を引き付けるための激しい競争が生まれます。そして、偽のテントウムシが付いた花びらは、南アフリカのヒナギクを群集から際立たせます.

その結果は本日、雑誌に掲載されました 現在の生物学.

ほとんどの生物と比較して、性的欺瞞的なデイジーを含む植物のグループは、進化的には150万から200万歳と非常に若い. この家系図の最も初期のヒナギクには偽のハエ斑点がありませんでした。つまり、ヒナギクの花びらに非常に急速に現れたに違いありません。

「偽のハエのように複雑なものは、多くの遺伝子と多くの突然変異を伴い、進化するのに長い時間がかかると予想されます。しかし、実際には、既存の 3 つの遺伝子セットを一緒にすることで、はるかに迅速に進化しました」と博士は述べています。 . . ケンブリッジ大学植物科学部のポスドク研究員であり、この研究の筆頭著者であるローマン・ケレンバーガー氏は次のように述べています。

結果を得るために、研究者たちは、同じ種類のヒナギク植物の偽のハエの有無にかかわらず、花弁でどの遺伝子がオンになったかを比較しました。 彼らはまた、これらを単純な斑点パターンを生成する別の種類のデイジーの花びらと比較して、どの遺伝子がデイジーの斑点を非常に欺瞞的にすることに具体的に関与しているかを突き止めました.

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これは、花びらの上に複数の偽のハエを生み出す花の唯一の例です. ヒナギク科の他のメンバーは、実際のハエにはあまり説得力のない、はるかに単純なスポット (たとえば、すべての花びらの周りのリング内のスポット) を作成します。 家系図のさまざまなヒナギクを比較することにより、研究者は偽のハエが生まれた順序を理解することができました.最初に色、次にランダムな位置、次にテクスチャ.

「非常に短い時間枠でまったく新しい器官を進化させるようなものです。オスのハエは単純な斑点のある花に長くとどまることはありませんが、これらの偽のハエに非常に確信を持っているため、交配に余分な時間を費やします。より多くの花粉を花にこすりつけて、受粉を助けます」とケレンバーガーは言いました.

研究者は多能性幹細胞を使用して、患者固有の T 細胞の発生をサポートする胸腺オルガノイドを作成した、と研究者はジャーナルで 3 月 23 日に報告しています。 幹細胞レポート. 概念実証作業は、ヒトの胸腺機能、T 細胞の発生、および移植免疫を研究するための基礎を提供します。

「私たちは、ヒト胸腺の発達と機能をin vitroで、患者固有の方法で調査する、さらなる基礎科学とトランスレーショナル研究の枠組みを確立しました」と、上級著者であるフロリダ大学のHolger Russは述べています。 「私たちの仕事は、この分野に重要な概念的および技術的進歩をもたらすと期待しています。」

胸腺は、機能的な免疫系の発達に必要であり、外来物質に応答できる自己寛容 T 細胞の生成を促進します。 しかし、老化の過程で胸腺機能と T 細胞の生産量が減少し、自己免疫と疾患のリスクが高まります。

新しい研究では、Russ と彼の共同研究者は、機能的で患者固有の幹細胞由来の胸腺オルガノイドを生成しました。これは、ヒト多能性幹細胞 (hPSC) 由来の胸腺上皮細胞と T 細胞の発生をサポートしました。 オルガノイドは、同じ hPSC 系統から分化した胸腺上皮前駆細胞、造血前駆細胞、および間葉細胞で構成されていました。 Russ は、ラボでの機能的な hPSC 由来の胸腺上皮細胞の生成は、これまで達成されたことはなかったと述べています。

ヒト多能性幹細胞からの機能的なヒト胸腺の生成は、魅力的な再生戦略です。 「胸腺の機能不全と機能のメカニズムを調査するための実験モデル系が必要であり、胸腺の欠陥に対する細胞ベースの治療法の開発を促進するのに役立つ可能性があります」とラスは言います.

ヨークシャー大学、ケンブリッジ大学、ウォータールー大学、アーカンソー大学の数学者の 4 人組は、タイル状に並べたときに繰り返されない 2D の幾何学的形状を発見しました。 デビッド・スミス、ジョセフ・サミュエル・マイヤーズ、クレイグ・カプラン、チャイム・グッドマン・ストロースは、ユニークな形状とその用途の可能性をどのように発見したかを説明する論文を書きました. 彼らの完全な論文は、 arXiv プレプリントサーバー。

人々が床にタイルを張るとき、正方形や三角形などの繰り返しパターンに適した単純な幾何学的形状を使用する傾向があります。 ただし、同じタイプの形状が使用されている場合、繰り返されないパターンが必要な場合があります。 この新しい取り組みで、研究チームは、タイリングに使用した場合、繰り返しパターンを生成しない単一の幾何学的形状を発見しました。

彼らのシナリオでは、研究者は、タイリングとは重なりや隙間がないように形状を合わせることを指すと指摘しました。 繰り返しパターンを持たないタイリングは非周期的タイリングと呼ばれ、通常は複数のタイル形状を使用して実現されます。 長年にわたり、数学者は、タイル状に並べると無限のパターンを作成するために使用できる形状を作成するというアイデアを研究してきました。

最初の試みの 1 つで、20,426 個のタイルのセットが作成されました。 その後、1974 年にペンローズ タイルが開発されました。これは、2 つの異なる形状の菱形のセットです。 その時以来、数学者は「アインシュタイン」形状として知られるようになったものを探し続けてきました。これは、非周期的なタイリングに単独で使用できる単一の形状です。

特に、名前は有名な物理学者ではなく、ドイツ語の「1 つの石」というフレーズに由来しています。 この新しい取り組みで、研究グループはとらえどころのないアインシュタインの形状を発見し、それを数学的に証明したと主張しています。

形には 13 の側面があり、チームはそれを単に「帽子」と呼んでいます。 彼らは、最初にコンピューターを使用して可能性を絞り込み、次に結果として得られたより小さなセットを手作業で研究することによってそれを見つけました。 可能性が高いと信じていたものが得られると、組み合わせソフトウェア プログラムを使用してそれをテストし、その後、幾何学的通約不可能性引数を使用して形状が非周期的であることを証明しました。 研究者は、帽子の最も可能性の高い用途は芸術であることを示唆して締めくくります.

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高等研究所、フラットアイアン研究所、およびその同僚の天体物理学者は、人工知能を活用して、銀河の巨大なクラスターの質量を推定するより良い方法を発見しました。 AI は、単純な項を既存の方程式に追加するだけで、科学者が以前よりもはるかに優れた質量推定値を生成できることを発見しました。

改善された推定値により、科学者は宇宙の基本的な特性をより正確に計算できるようになると、天体物理学者は 米国科学アカデミーの議事録.

「それはとても単純なことです。それがこの素晴らしいところです」と、ニューヨーク市にあるフラットアイアン研究所の計算天体物理学センター (CCA) の研究科学者で、研究の共著者であるフランシスコ ビジャエスクサ ナバロは言います。 「非常に単純ですが、これまで誰もこの用語を見つけていませんでした。人々はこれに何十年も取り組んできましたが、それでも見つけることができませんでした。」

この作業は、CCA、プリンストン大学、コーネル大学、天体物理学センターの研究者とともに、ニュージャージー州プリンストンの高等研究所のディグビジェイ・ワデカが主導しました。 ハーバード＆スミソニアン。

宇宙を理解するには、どこにどれだけのものがあるかを知る必要があります。 銀河団は、宇宙で最も巨大な天体です。単一の銀河団には、プラズマ、高温ガス、暗黒物質とともに、数百から数千の銀河が含まれる可能性があります。 クラスターの重力は、これらのコンポーネントを一緒に保持します。 このような銀河団を理解することは、宇宙の起源と継続的な進化を突き止めるために重要です。

おそらく、銀河団の特性を決定する最も重要な量は、その総質量です。 しかし、この量を測定することは困難です。銀河を天秤にのせて「重さを量る」ことはできません。 星団の質量の大部分を占める暗黒物質は目に見えないため、問題はさらに複雑になります。 代わりに、科学者は他の観測可能な量からクラスターの質量を推測します。

1970 年代初頭、高等研究所自然科学部の現在著名な客員教授である Rashid Sunyaev と、彼の共同研究者である Yakov B. Zel’dovich は、銀河団の質量を推定する新しい方法を開発しました。 彼らの方法は、重力が物質を押しつぶすと、物質の電子が押し戻されるという事実に依存しています。

その電子圧は、電子が光子と呼ばれる光の粒子とどのように相互作用するかを変化させます。 ビッグバンの残光から残った光子が押しつぶされた物質に当たると、相互作用によって新しい光子が作成されます。 これらの光子の特性は、重力が物質をどれだけ強く圧縮しているかに依存し、それは銀河団の重さに依存します。 光子を測定することで、天体物理学者はクラスターの質量を推定できます。

しかし、この「積分電子圧」は、銀河団によって光子の性質の変化が異なるため、質量を完全に表すものではありません。 Wadekar と彼の同僚は、「シンボリック回帰」と呼ばれる人工知能ツールがより良いアプローチを見つけるかもしれないと考えました。 このツールは基本的に、さまざまな変数を使用して加算や減算などの数学演算子のさまざまな組み合わせを試行し、どの方程式がデータに最もよく一致するかを確認します。

Wadekar と彼の協力者は、多くの銀河団を含む最先端の宇宙シミュレーションを AI プログラムに「供給」しました。 次に、CCA のリサーチ フェローである Miles Cranmer によって作成された彼らのプログラムは、質量推定をより正確にする可能性のある追加の変数を検索して特定しました。

AI は、人間のアナリストが見落とす可能性のある新しいパラメーターの組み合わせを特定するのに役立ちます。 たとえば、人間のアナリストがデータセット内の 2 つの重要なパラメーターを特定するのは簡単ですが、AI は大量のデータをより適切に解析し、多くの場合、予期しない影響要因を明らかにします。

「現在、機械学習コミュニティの多くはディープ ニューラル ネットワークに注目しています」と Wadekar 氏は説明します。

「これらは非常に強力ですが、欠点はほとんどブラック ボックスのようなものです。その中で何が起こっているのか理解できません。物理学では、何かが良い結果を出している場合、その理由を知りたいのです。記号回帰特定のデータセットを検索し、理解できる単純な方程式の形で単純な数式を生成するため、有益です。簡単に解釈できるモデルを提供します。」

研究者の記号回帰プログラムは、既存の方程式に単一の新しい項を追加することで、銀河団の質量をより正確に予測できる新しい方程式を彼らに渡しました。 その後、Wadekar と彼の共同研究者は、この AI が生成した方程式から逆方向に働き、物理的な説明を見つけました。

彼らは、超大質量ブラックホールが潜む銀河のコアなど、質量推定の信頼性が低い銀河団の領域とガス濃度が相関していることに気付きました。 彼らの新しい方程式は、計算における複雑なコアの重要性を軽視することで、質量の推定を改善しました。 ある意味で、銀河団は球形のドーナツのようなものです。

新しい方程式は、より大きな誤差をもたらす可能性のあるドーナツの中心にあるゼリーを抽出し、代わりに生地の外側に集中して、より信頼性の高い質量推定を行います。

研究者は、CCA の CAMELS スイートからシミュレートされた何千もの宇宙で、AI が発見した方程式をテストしました。 彼らは、この式が、現在使用されている式と比較して、大規模な銀河団の場合、銀河団の質量推定値の変動性を約 20 ～ 30% 減少させることを発見しました。

新しい方程式は、今後の銀河団調査に携わる観測天文学者に、彼らが観測する天体の質量に関するより良い洞察を提供することができます。 「銀河団を対象とした調査はかなりある [that] 近い将来に計画されている」とWadekar氏は指摘した。 新しい方程式は、これらの調査からの科学的利益を最大化するのに役立ちます。」

Wadekar はまた、天体物理学における記号回帰の使用に関して、この出版物が氷山の一角に過ぎないことを望んでいます。 「記号回帰は、多くの天体物理学の質問に答えるのに非常に適していると考えています」と彼は言いました.

「天文学の多くの場合、人々は 2 つのパラメーター間を直線的に適合させ、それ以外はすべて無視します。しかし、最近では、これらのツールを使用して、さらに先に進むことができます。記号回帰やその他の人工知能ツールは、既存の 2 つのパラメーターを超えるのに役立ちます。系外惑星のような小さな天体物理系の調査から、宇宙最大のものである銀河団に至るまで、さまざまな方法でべき法則を調べています。」

微小電気機械システム (MEMS) には、コンピューターやスマートフォンのチップに統合される微小電極、センサー、アクチュエーターなどのミクロン サイズの電気デバイスの使用と開発が含まれます。 このような統合MEMSデバイスの製造は、通常、これらのデバイスが製造および動作中に導入された欠陥のために元の設計から逸脱することが多いため、困難な作業です。 これにより、パフォーマンスが制限されます。 したがって、これらの欠陥を特定して修正することが重要です。

これらの欠陥を特定して修正する 1 つの方法は、これらのデバイスの電気特性の空間分布を測定することです。 ただし、標準的なセンサー プローブは、必要な空間分解能を提供せず、空間的に平均化された電気特性しか決定できません。 これにより、欠陥の位置ではなく、欠陥の存在のみを検出することができます。

幸いなことに、液晶ドロップレット (LCD) (分子配向秩序を備えたミクロンサイズのソフトマターのドロップレット) は、この面で希望を提供します。 LCD は電場などの外部刺激に強く反応するため、高解像度プローブとして機能します。

この約束を利用して、日本の立命館大学のボノ シンジ博士と小西 聡教授は現在、粒子イメージング エレクトロメトリと呼ばれる技術を介して微細構造電極の電気的特性を視覚化するために LCD を利用しています。 彼らの調査結果は、 科学レポート.

ボノ博士が研究方法を説明します。 「LCDは、ガラススラブの上に櫛状の構造に配置された微小電極上に分散されました。偏光光学顕微鏡を使用して決定されたそれらの分子配向は、電界が存在しない場合にランダムに分布していました。次に、電圧が電極に印加されました。」

このため、電極間と電極端の前のLCDは回転し、分子配向はそれぞれ電極に垂直と平行に並んだ。 研究者らが実行した COMSOL シミュレーションによって明らかになったこの整列は、電場の方向に対応し、電圧が高くなるほど速く発生しました。 回転の緩和周波数は、印加電圧の 2 乗として変化することがわかりました。

さらに、高電圧では、LCD は電極、特に静電エネルギー密度が最大の領域である電極に向かって並進運動 (直線運動) を示しました。 この動作に基づいて、研究者は、マイクロ容量 MEMS デバイスのエネルギー密度を周期的に変調することにより、LCD のアレイを作成できます。 次に、LCDアレイは、材料の光曲げ能力を特徴付ける数値である屈折率の周期的変調器として機能しました。

したがって、これらの結果は、電界下でのLCDの回転および並進動作を観察するだけで、微小電極と微小電気デバイスの電気特性を視覚化できることを示しています。 さらに、この技術は、高い空間分解能 (10 μm) と高い検出精度 (5 μV/μm) を提供します。

こうした特徴から、小西教授はその応用に大きな期待を寄せている。 「それは、これまで入手できなかった欠陥位置に関する情報を提供することにより、集積マイクロ電子デバイスの設計と製造を改善するのに役立ちます。その結果、より洗練されたMEMS技術が間もなく利用可能になるかもしれません」と彼は結論付けています。

研究者チームは、進化に着想を得た計算手法を使用して、既知の触媒よりも優れた性能を持つ有機触媒を発見しました。 チームがジャーナルで報告するように Angewandte Chemie インターナショナル版、遺伝的アルゴリズムは、有機合成で一般的な反応の新しい触媒活性分子構造を示唆しました。 この方法は、より優れた分子触媒の探索に、より広く適用できる可能性があると、チームは述べています。

機械学習システムは、すでにさまざまな化学分野の材料特性と分子構造を高精度で予測できます。 しかし、化学反応のための新しい触媒の開発は現在、化学研究における最も重要な目標の 1 つですが、新しい改良された触媒の検索を自動化することはこれまで不可能でした。 より効率的な触媒は、より少ないエネルギーを消費し、より少ない副産物を形成する、より迅速で簡単な反応への扉を開きます.

新しい触媒を探す際に自動化されたシステムが直面する困難の背後にある理由は、反応遷移状態にあると、デンマークのコペンハーゲン大学の計算化学教授であり、この研究の責任著者である Jan Halborg Jensen が説明しています。 これは、触媒が遷移状態に影響を与えるためです。 言い換えれば、製品が形成されるかどうかを決定する反応の瞬間です。 この瞬間のつかの間の性質、および形成される構造の複雑さ、同時に多くの分子が相互作用することにより、モデルの開発が困難になります。

これを克服するために、ジェンセンとチームは進化の原則に基づく選択方法に目を向けました。 遺伝的アルゴリズムを使用して、森田 – ベイリス – ヒルマン（MBH）反応を触媒するための適合性について一連の開始分子を評価しました。 「次に、最も適した分子を取り、それらを結合します。つまり、2 つの親をランダムな場所で切断し、それぞれの親からフラグメントを再結合します」と Jensen は説明します。 「これを何度も行うと、チワワがオオカミの祖先と異なるように、最終的な個体群は最初の個体群とは大きく異なるものになる可能性があります。」

このようにして、コンピューターによって生成された最終的な分子は、最初の集団には存在しなかった新しい構造モチーフである 4 員アゼチジン環を持っていました。 次にチームは、コンピューターで進化したアゼチジン候補の 1 つを合成し、反応でテストしたところ、従来の触媒である DABCO (1,4-ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン）。 「アゼチジンは MBH 反応の触媒とは考えられていなかったので、アルゴリズムは真に新しい発見をしました」と Jensen は言い、化学研究におけるコンピューター支援発見の重要性を強調しています。

Jensen は、将来的にこの技術を使用するための必須の前提条件は、問題の反応の重要な遷移状態に関する知識であると述べています。 彼は、これが分かれば、遺伝的アルゴリズムが新しく改良された有機触媒を特定するのに役立つと信じています.

に発表された研究では、 先端材料、中国科学院の合肥物理科学研究所（HFIPS）のLuo Xuan教授が率いる研究チームは、ワイル半金属Tの電子特性の調整にブレークスルーをもたらしました_d-モテ₂ 3d 元素 Fe 原子をファン デル ワールス (vdW) ギャップにインターカレートすることにより、トポロジー的に重要な Td 相で初めて観測された磁気状態だけでなく、エキゾチックな電子的挙動ももたらしました。

レイヤード素材 ワイルセミメタルT_d-モテ₂ は、超伝導性、非常に大きな磁気抵抗、トポロジー的に自明ではないバンド構造などの貴重な特性により大きな注目を集めており、新しい物理学を探求するための理想的な狩猟場であり、新しい電子デバイスを製造するための有望な候補となっています。

Tの電子特性を制御可能に操作するために、さまざまな方法が使用されてきました_d-モテ₂圧力、化学的置換、機械的剥離による低次元化などの研究が行われていますが、ワイル半金属 T への遷移金属元素のインターカレーションに関する研究は、_d-モテ₂ まだ不在です。

この研究では、単結晶成長プロセスを改善することにより、3d 元素 Fe が T_d-フェ_バツモテ₂ サンプルが得られました。 チームは体系的な電気、熱電輸送、ac 感受率の測定を実施し、システム内の Fe インターカレーションの調整効果を研究しました。

チームは、MoTe の 1T’ から Td への相転移温度 (TS) が₂ Feインターカレーションの増加とともに徐々に減少しました。これは、さまざまな特性評価結果によって確認されました。 理論計算では、Td 相のエネルギーの増加、遷移障壁の強化、および 1T’ 相のより多くの占有バンドがこの現象の原因であることが示唆されました。

さらに、ρ^∝伝導キャリアとインターカレートされたFe原子の局所磁気モーメントとの間の結合により、x≧0.08で近藤効果によって誘導される-ln T挙動が観察されました。 T で約 10K でスピングラス転移が起こった_d-モテ₂. Tの電子相図_d-モテ₂ 初めて設立されました。

この研究は、ワイル半金属Tの物理的特性を強化しました_d-モテ₂ 層状遷移金属ジカルコゲナイド (TMDC) における基底状態と層間結合の間の相関関係を深く理解するための理想的なプラットフォームを提供しました。

チベット高原の隆起に伴い、ユーラシア大陸に大きな山と川が形成され、その地形と気候が大きく変化しました。 それらは主に河川系に限定されているため、魚は他の生物よりも影響を受ける可能性が高くなります.

チベット高原に生息し、急速な水流にさらされるナマズのグループは、粘着装置を形成するために、より多くのひれ線を備えた非常に拡大した胸びれを進化させました。 しかし、チベットナマズのこれらの適応の根底にある遺伝的根拠は不明のままです。

中国科学院の水生生物学研究所 (IHB) の He Shunping 教授が率いる研究では、最近、チベットナマズがチベット高原の極端な環境によりよく適応するために、より速く進化したことがわかりました。 この研究は、 サイエンス 中国 生命科学.

研究者らは、Glyptosternum maculatum (G. maculatum) の染色体レベルのゲノムを最初に生成しました。これは、他の研究者による以前のゲノム バージョンよりも大幅に優れています。

全ゲノム比較分析を使用して、研究者は G. maculatum の進化速度が他の低高度の魚の進化速度よりも大幅に速いことを発見しました。これは、G. maculatum 系統がチベット高原の過酷な環境によりよく適応するためにタンパク質の進化を加速したことを示唆しています。 . .

研究者はさらに、ゼブラフィッシュの Hoxd12a 遺伝子をノックアウトすることにより、機能アッセイを実行しました。 彼らは、hoxd12a-/- ゼブラフィッシュでは胸鰭が短く、これらのチベットナマズの肥大した鰭を形作る上で、この遺伝子が潜在的な役割を果たしていることを発見しました。

TRNA 5-メチルアミノメチル-2-チオウリジル酸メチルトランスフェラーゼ (TRMU) の機能アッセイにより、G. maculatum TRMU 対立遺伝子は、低高度の魚に見られる祖先の対立遺伝子よりも多くのミトコンドリア アデノシン三リン酸 (ATP) を生成することが明らかになりました。 さらに、von Hippel-Lindau 腫瘍抑制因子 (VHL) 対立遺伝子の機能アッセイは、G. maculatum 対立遺伝子が低高度フォームよりも低いトランス活性化活性を有することを示唆しました。

この研究は、魚のゲノムと機能の証拠を統合することにより、チベット高原への表現型の適応を調査した最初の例です。

プリンストン大学、ラトガース大学、レーゲンスブルク大学の化学者、エンジニア、材料科学者、物理学者のチームは、単分子厚の二硫化タングステン インクを生成するための化学的剥離技術を開発しました。 グループは、ジャーナルに掲載された論文で彼らの技術を説明しています 科学の進歩.

真に有用な量子コンピューターの作成に関する研究が続けられているため、科学者はそのようなマシンをサポートできる新しい材料を探し続けています。 この新しい取り組みでは、研究チームは、超伝導インクを使用して量子コンピューター内に非常に低温の回路を印刷する方法を見つけようとしました。

新しい方法には、二硫化タングステンとカリウムの層からなる材料が含まれていました。 研究者たちは、硫酸溶液に浸して材料を剥がしました。 これによりカリウムが溶解し、二硫化タングステンの単分子層が残りました。 最後のステップでは、酸とその中の残留物をすすぎ、タングステンの層を水の入った浴槽に浮かせたままにします. この状態で、研究者は、二硫化タングステンの層が、プラスチック、シリコン、ガラスなどのさまざまなタイプの表面に印刷できるインクの形として使用できることを発見しました。 これにより、材料に1分子の厚さのコーティングが残りました。

コーティングは、30 日間保護コーティングを必要とせずに室温で安定に保持されました。 それを 7.3K に冷却すると、一定期間屋外に放置された後でも、コーティングは超伝導になりました。 研究チームは、このことは、特別な装置を必要とせずに、超伝導体として使用するために凍結できる場所までインクを持ち運ぶことができることを示唆していると述べています。 彼らはさらに、プロセスが単純であるため、工業化が非常に容易であると示唆しています。

彼らは、部品がすでに必要な温度に冷却されている量子コンピューターまたは MRI マシンでインクを使用できると結論付けています。 チームは次に、同様のプロセスを使用してより高い温度で超伝導コーティングを作成する可能性をテストする予定です。

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