Нанопоры нагреваются при прохождении через них ионов. Новость Бесплатной технической библиотеки

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Les nanopores se réchauffent lorsque les ions les traversent.

15.02.2022

Des scientifiques japonais de l'Institut de recherche scientifique et industrielle (SANKEN) de l'Université d'Osaka ont découvert que les nanopores s'échauffent lorsqu'un flux d'ions les traverse. Ce phénomène s'explique par la loi d'Ohm et peut être utile dans le séquençage de l'ADN, et il présente également des perspectives d'utilisation des nanopores dans les biocapteurs.

Les nanopores sont de petits trous dans une membrane. Leur taille est si petite qu'un seul des brins d'ADN ou une particule virale peut traverser un pore. Aujourd'hui, les nanopores sont à l'étude pour être utilisés dans des capteurs. Typiquement, une tension électrique est appliquée pour forcer une substance à traverser un nanopore. Ensuite, les ions contenus dans la solution peuvent traverser le pore. Cependant, il est connu que l'énergie électrique est convertie en énergie thermique par l'intermédiaire d'une résistance. C'est la loi de Joule-Lenz. Ce phénomène n'a pas été étudié auparavant dans les nanopores.

Des chercheurs japonais ont étudié comment l'application d'une tension électrique affecte le chauffage d'un nanopore. Ils ont utilisé un thermocouple (un capteur de température qui transmet une tension électrique dépendant de la température) composé de nanocristaux d'or et de platine. Leur point de contact n'était qu'à 100 nm. À l'aide d'un thermocouple, les scientifiques ont mesuré la température près d'un nanopore de 300 nm coupé en un film de 40 nm d'épaisseur sur une plaquette de silicium. Les scientifiques ont fait passer une solution tampon de phosphate à travers le nanopore et ont mesuré le courant ionique en fonction de la tension appliquée. Il s'est avéré que la chaleur dégagée près du nanopore était proportionnelle à la vitesse du courant ionique. Ceci est conforme à la loi d'Ohm classique.

Les scientifiques ont découvert qu'à mesure que la taille du nanopore diminuait, l'effet thermique devenait plus prononcé. Cela est dû au fait que moins de liquide refroidi passe à travers le pore et qu'il n'est pas possible d'équilibrer la température. De ce fait, le dégagement de chaleur ne peut être négligé, puisqu'il élève la température de plusieurs degrés.

Les chercheurs pensent que cet effet peut être utilisé à l'avenir. Par exemple, de nouveaux capteurs basés sur des nanopores pourraient non seulement détecter les virus, mais aussi les inactiver. De plus, grâce au chauffage, les nanopores ne seront pas obstrués par des polymères. De plus, l'effet thermique peut aider à séparer les chaînes d'ADN lors de leur séquençage.

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Dernières nouvelles de la science et de la technologie, nouvelle électronique :

Machine pour éclaircir les fleurs dans les jardins 02.05.2024

Dans l'agriculture moderne, les progrès technologiques se développent visant à accroître l'efficacité des processus d'entretien des plantes. La machine innovante d'éclaircissage des fleurs Florix a été présentée en Italie, conçue pour optimiser la phase de récolte. Cet outil est équipé de bras mobiles, lui permettant de s'adapter facilement aux besoins du jardin. L'opérateur peut régler la vitesse des fils fins en les contrôlant depuis la cabine du tracteur à l'aide d'un joystick. Cette approche augmente considérablement l'efficacité du processus d'éclaircissage des fleurs, offrant la possibilité d'un ajustement individuel aux conditions spécifiques du jardin, ainsi qu'à la variété et au type de fruits qui y sont cultivés. Après avoir testé la machine Florix pendant deux ans sur différents types de fruits, les résultats ont été très encourageants. Des agriculteurs comme Filiberto Montanari, qui utilise une machine Florix depuis plusieurs années, ont signalé une réduction significative du temps et du travail nécessaires pour éclaircir les fleurs. ...>>

Microscope infrarouge avancé 02.05.2024

Les microscopes jouent un rôle important dans la recherche scientifique, car ils permettent aux scientifiques d’explorer des structures et des processus invisibles à l’œil nu. Cependant, diverses méthodes de microscopie ont leurs limites, parmi lesquelles la limitation de la résolution lors de l’utilisation de la gamme infrarouge. Mais les dernières réalisations des chercheurs japonais de l'Université de Tokyo ouvrent de nouvelles perspectives pour l'étude du micromonde. Des scientifiques de l'Université de Tokyo ont dévoilé un nouveau microscope qui va révolutionner les capacités de la microscopie infrarouge. Cet instrument avancé vous permet de voir les structures internes des bactéries vivantes avec une clarté étonnante à l’échelle nanométrique. En général, les microscopes à infrarouge moyen sont limités par leur faible résolution, mais le dernier développement des chercheurs japonais surmonte ces limitations. Selon les scientifiques, le microscope développé permet de créer des images avec une résolution allant jusqu'à 120 nanomètres, soit 30 fois supérieure à la résolution des microscopes traditionnels. ...>>

Piège à air pour insectes 01.05.2024

L'agriculture est l'un des secteurs clés de l'économie et la lutte antiparasitaire fait partie intégrante de ce processus. Une équipe de scientifiques du Conseil indien de recherche agricole et de l'Institut central de recherche sur la pomme de terre (ICAR-CPRI), à Shimla, a mis au point une solution innovante à ce problème : un piège à air pour insectes alimenté par le vent. Cet appareil comble les lacunes des méthodes traditionnelles de lutte antiparasitaire en fournissant des données en temps réel sur la population d'insectes. Le piège est entièrement alimenté par l’énergie éolienne, ce qui en fait une solution respectueuse de l’environnement qui ne nécessite aucune énergie. Sa conception unique permet la surveillance des insectes nuisibles et utiles, fournissant ainsi un aperçu complet de la population dans n'importe quelle zone agricole. "En évaluant les ravageurs cibles au bon moment, nous pouvons prendre les mesures nécessaires pour lutter à la fois contre les ravageurs et les maladies", explique Kapil. ...>>

La menace des débris spatiaux pour le champ magnétique terrestre 01.05.2024

On entend de plus en plus souvent parler d’une augmentation de la quantité de débris spatiaux entourant notre planète. Cependant, ce ne sont pas seulement les satellites et les engins spatiaux actifs qui contribuent à ce problème, mais aussi les débris d’anciennes missions. Le nombre croissant de satellites lancés par des sociétés comme SpaceX crée non seulement des opportunités pour le développement d’Internet, mais aussi de graves menaces pour la sécurité spatiale. Les experts se tournent désormais vers les implications potentielles pour le champ magnétique terrestre. Le Dr Jonathan McDowell du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics souligne que les entreprises déploient rapidement des constellations de satellites et que le nombre de satellites pourrait atteindre 100 000 au cours de la prochaine décennie. Le développement rapide de ces armadas cosmiques de satellites peut conduire à une contamination de l'environnement plasmatique terrestre par des débris dangereux et à une menace pour la stabilité de la magnétosphère. Les débris métalliques des fusées usagées peuvent perturber l'ionosphère et la magnétosphère. Ces deux systèmes jouent un rôle clé dans la protection de l’atmosphère et le maintien ...>>

Solidification de substances en vrac 30.04.2024

Il existe de nombreux mystères dans le monde de la science, et l’un d’eux est le comportement étrange des matériaux en vrac. Ils peuvent se comporter comme un solide mais se transformer soudainement en un liquide fluide. Ce phénomène a attiré l’attention de nombreux chercheurs, et peut-être sommes-nous enfin sur le point de résoudre ce mystère. Imaginez du sable dans un sablier. Il s'écoule généralement librement, mais dans certains cas, ses particules commencent à se coincer, passant d'un liquide à un solide. Cette transition a des implications importantes dans de nombreux domaines, de la production de drogues à la construction. Des chercheurs américains ont tenté de décrire ce phénomène et de mieux le comprendre. Dans l’étude, les scientifiques ont effectué des simulations en laboratoire en utilisant les données provenant de sacs de billes de polystyrène. Ils ont découvert que les vibrations au sein de ces ensembles avaient des fréquences spécifiques, ce qui signifie que seuls certains types de vibrations pouvaient traverser le matériau. Reçu ...>>

Nouvelles aléatoires de l'Archive

Balance avec intelligence 28.10.2008

Des ingénieurs allemands ont créé des balances qui reconnaissent elles-mêmes le type de fruit qu'elles mettent dessus.

Pour peser des fruits ou des légumes dans un magasin en libre-service, vous devez connaître leur code - ce n'est qu'après avoir appuyé sur le bon bouton que la balance imprimera une feuille de papier avec un prix. Quelque part, le vendeur est engagé dans cela, mais quelque part, il a été réduit et l'acheteur lui-même doit rechercher le code.

Un équilibre créé à l'Institut Fraunhofer pour le traitement des données et de l'information peut résoudre le problème. Pour ce faire, ils sont connectés à une caméra vidéo et un programme d'identification des fruits et légumes est intégré dans le cerveau électronique conformément à la base de données précédemment saisie. En conséquence, si une personne achète des tomates, la balance lui proposera plusieurs boutons avec des tomates et aucun avec des poivrons, aussi rouges soient-ils.

"A première vue, il peut sembler que c'est une tâche simple", explique Sasha Vot, responsable des travaux. "Cependant, les fruits et les légumes varient considérablement dans leur forme et leur couleur. Même les bananes peuvent être vertes, jaunes et tachetées de brun". A propos de la variété de couleurs des pommes "Notre algorithme est très stable face aux fluctuations de couleur et de lumière et il reconnaît bien le produit placé sur la balance. Ils sont actuellement testés dans 300 supermarchés en Europe."

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