Haushaltssensor zur DNA-Analyse und zum Grad der Umweltverschmutzung. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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Haushalts-DNA-Analyse und Verschmutzungsgradsensor

26.10.2013

Spezialisten des japanischen Unternehmens Hamamatsu Photonics haben einen Sensor entwickelt, mit dem Sie DNA analysieren und die Umweltverschmutzung zu Hause überwachen können.

Um die DNA mit einem neuen Sensor zu analysieren, reicht ziemlich viel Blut – etwa so viel, wie eine Mücke saugt. In Bezug auf die Verschmutzung können Sie mit dem Sensor den Strahlungs- und Feinstaubpegel (PM2.5) überwachen. Der Sensor ist ein Photomultiplier, der den Photonenfluss in ein elektrisches Signal umwandelt und verstärkt. Allerdings nicht wie üblich als Elektrovakuumgerät, sondern als mikroelektromechanisches System (MEMS).

Ein Photomultiplier ist ein Schlüsselelement eines Fluorometers, eines Geräts, mit dem Sie das Vorhandensein einer bestimmten Substanz in einer Probe bestimmen können. Der Sensor arbeitet im Wellenlängenbereich von 300 nm (UV) bis 850 nm (nahes IR). Darüber hinaus kann es die Intensität ionisierender Strahlung messen, wofür Sie einen Szintillator benötigen - eine Substanz, die unter dem Einfluss ionisierender Strahlung Licht aussendet. Da die Anzahl der emittierten Photonen ungefähr proportional zur absorbierten Energie ist, reicht es zur Abschätzung der Strahlungsintensität aus, das Energiespektrum der Lichtstrahlung des Szintillators zu erhalten, was der Sensor hervorragend leistet.

Eine Vorstellung von den Abmessungen des Sensors, den die Entwickler Micro PMT nennen, gibt eine Abbildung. Zum Vergleich: Derzeit hergestellte Miniatur-Photomultiplier stellen Zylinder mit 1,5 cm Durchmesser und 5 cm Höhe dar. Ein weiterer Vorteil von Micro PMT ist die Unempfindlichkeit gegenüber Vibrationen und Stößen, die den Einsatz des Sensors in mobilen Geräten ermöglicht. Die Anwendungsgebiete von Micro PMT sind medizinische Geräte, einschließlich persönlicher.

Der Hersteller plant, zwei Modelle anzubieten, von denen eines über ein integriertes Netzteil verfügen wird. Bei der Herstellung von Sensoren werden Halbleiterproduktionstechnologien verwendet, aufgrund derer ihre Kosten gering sind. Das Probeexemplar kostet etwa 620 US-Dollar.

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Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

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Neue Methode zur Herstellung leistungsstarker Batterien 08.05.2024

Mit der Entwicklung der Technologie und dem zunehmenden Einsatz von Elektronik wird die Frage der Schaffung effizienter und sicherer Energiequellen immer dringlicher. Forscher der University of Queensland haben einen neuen Ansatz zur Herstellung von Hochleistungsbatterien auf Zinkbasis vorgestellt, der die Landschaft der Energiebranche verändern könnte. Eines der Hauptprobleme herkömmlicher wiederaufladbarer Batterien auf Wasserbasis war ihre niedrige Spannung, die ihren Einsatz in modernen Geräten einschränkte. Doch dank einer neuen, von Wissenschaftlern entwickelten Methode konnte dieser Nachteil erfolgreich überwunden werden. Im Rahmen ihrer Forschung wandten sich Wissenschaftler einer speziellen organischen Verbindung zu – Catechol. Es erwies sich als wichtige Komponente, die die Stabilität der Batterie verbessern und ihre Effizienz steigern kann. Dieser Ansatz hat zu einer deutlichen Spannungserhöhung der Zink-Ionen-Batterien geführt und sie damit wettbewerbsfähiger gemacht. Laut Wissenschaftlern haben solche Batterien mehrere Vorteile. Sie haben b ... >>

Alkoholgehalt von warmem Bier 07.05.2024

Bier, eines der häufigsten alkoholischen Getränke, hat einen ganz eigenen Geschmack, der sich je nach Temperatur des Konsums verändern kann. Eine neue Studie eines internationalen Wissenschaftlerteams hat herausgefunden, dass die Biertemperatur einen erheblichen Einfluss auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks hat. Die vom Materialwissenschaftler Lei Jiang geleitete Studie ergab, dass Ethanol- und Wassermoleküle bei unterschiedlichen Temperaturen unterschiedliche Arten von Clustern bilden, was sich auf die Wahrnehmung des alkoholischen Geschmacks auswirkt. Bei niedrigen Temperaturen bilden sich eher pyramidenartige Cluster, wodurch die Schärfe des „Ethanol“-Geschmacks abnimmt und das Getränk weniger alkoholisch schmeckt. Im Gegenteil, mit steigender Temperatur werden die Cluster kettenförmiger, was zu einem ausgeprägteren alkoholischen Geschmack führt. Dies erklärt, warum sich der Geschmack einiger alkoholischer Getränke, wie z. B. Baijiu, je nach Temperatur ändern kann. Die Erkenntnisse eröffnen Getränkeherstellern neue Perspektiven, ... >>

Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Die Milchstraße ist größer als gedacht 07.07.2013

Eine neue Studie von Wissenschaftlern der University of Colorado Boulder mit dem Hubble-Teleskop zeigt, dass die Milchstraße tatsächlich viel größer sein könnte als bisher angenommen.

Untersuchungen von Spiralgalaxien wie der unseren haben gezeigt, dass sie von einem mehr als 1 Million Lichtjahre großen Halo aus Gas umgeben sind. Zum Vergleich: Bisher wurde der Durchmesser der Milchstraße auf etwa 100 Lichtjahre geschätzt. Trotz der Tatsache, dass die Dichte des Gases gering ist, erwiesen sich Spiralgalaxien als viel massereicher als bisher angenommen. Die Wissenschaftler berechneten die Masse der Halos, bei denen es sich hauptsächlich um sauerstoffangereichertes interstellares Gas handelt. Diese Masse erwies sich als groß: fast genauso groß wie die Sterne in den Galaxien selbst. Unnötig zu sagen, dass diese Entdeckung moderne Modelle der Entwicklung von Spiralgalaxien und des gesamten Universums als Ganzes ernsthaft beeinflussen wird.

Warum wurde eine so bedeutende Masse an Materie noch nicht entdeckt? Alles ist banal: Der Halo um Galaxien ist kalt und enthält zu verdünntes Gas. Es ist nicht bekannt, wann es überhaupt entdeckt worden wäre, wenn nicht die Berechnungen von NASA-Spezialisten im Jahr 2009 durchgeführt worden wären, als die Installation des COS-Spektrometers am Hubble-Teleskop vorbereitet wurde. Dann zeigten theoretische Studien, dass Spiralgalaxien etwa fünfmal mehr Gas zu haben scheinen, als von Astronomen beobachtet wurde. Erst jetzt war es dank Hubbles Beobachtungen möglich, einen Teil des "fehlenden" Gases zu finden.

Eine sehr komplexe Technik wurde verwendet, um ein stark verdünntes Gas nachzuweisen. Wissenschaftler verwendeten entfernte Quasare (superhelle, massive Schwarze Löcher) als "Taschenlampen", die durch den Weltraum leuchteten und es ermöglichten, den Durchgang von ultraviolettem Licht durch die Gashalos um Galaxien herum aufzuzeichnen. Dann wurden mit dem COS-Spektrometer die chemische Zusammensetzung, Dichte, Geschwindigkeit und andere Eigenschaften des galaktischen Gashalos untersucht.

Derzeit sind Astronomen damit beschäftigt, das von ihnen entdeckte Phänomen sorgfältig zu untersuchen. Wissenschaftler sind sehr zuversichtlich, dass das Hubble-Weltraumteleskop seine Arbeit fortsetzen wird. Tatsache ist, dass das als Hubble-Nachfolger angekündigte James-Webb-Teleskop nicht im UV-Bereich beobachten kann und seine Fähigkeiten höchstwahrscheinlich hauptsächlich auf das "modische" Thema der Suche und Untersuchung von Exoplaneten gerichtet sein werden.

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