Nano-Thermometer aus DNA. Kostenlose Neuigkeiten aus der technischen Bibliothek

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DNA-Nano-Thermometer

09.05.2016

Müssen Sie die Temperatur an schwer zugänglichen Stellen messen? Wissenschaftler haben aus DNA das kleinste Thermometer der Welt geschaffen, das sogar in lebenden Zellen die Temperatur messen kann.

Forscher der Universität von Montreal haben winzige molekulare Sensoren entwickelt, die darauf basieren, wie sich RNA basierend auf der lokalen Temperatur faltet und entfaltet. Dank der einzigartigen DNA-Struktur konnten die Wissenschaftler das Design des neuen Thermometers sorgfältig an die gleichen Prinzipien anpassen.

DNA besteht aus vier Basen: Adenin, Guanin, Thymin und Cytosin. Die Struktur, die sie schaffen, kann äußerst nützlich sein, da jede Basis mehr oder weniger stark mit den anderen verknüpft ist. „Adenin bindet eher schwach an Thymin, während Cytosin stark an Guanin bindet“, erklärt David Garo, einer der Forscher, in einer Pressemitteilung.

Indem die Basen in der richtigen Reihenfolge platziert wurden, war das Team in der Lage, DNA-Stämme zu erzeugen, die sich bei bestimmten Temperaturen auf bestimmte Weise falten und entfalten. Das Ergebnis ist eine 5 Nanometer breite Struktur, die Wissenschaftler zur Temperaturmessung verwenden und die so eingestellt werden kann, dass sie winzige Temperaturunterschiede (so klein wie ein Zehntel Grad) sowie starke Erwärmungs- oder Abkühlungsprozesse misst.

Mit Hilfe dieser winzigen Temperatursonden können Wissenschaftler besser verstehen, was im menschlichen Körper vor sich geht. „Wir wissen, dass die Standardtemperatur des menschlichen Körpers 36,6 Grad Celsius beträgt", erklärt Prof. Valle-Belil. „Aber wir haben keine Ahnung, ob es in einer Person zu Veränderungen im Nanomaßstab in jeder Zelle kommt." Jetzt können wir es herausfinden.

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Neueste Nachrichten aus Wissenschaft und Technik, neue Elektronik:

Die Existenz einer Entropieregel für die Quantenverschränkung wurde nachgewiesen 09.05.2024

Die Quantenmechanik überrascht uns immer wieder mit ihren mysteriösen Phänomenen und unerwarteten Entdeckungen. Kürzlich stellten Bartosz Regula vom RIKEN Center for Quantum Computing und Ludovico Lamy von der Universität Amsterdam eine neue Entdeckung vor, die sich mit der Quantenverschränkung und ihrem Zusammenhang mit der Entropie befasst. Quantenverschränkung spielt eine wichtige Rolle in der modernen Quanteninformationswissenschaft und -technologie. Aufgrund der Komplexität seiner Struktur ist es jedoch schwierig, es zu verstehen und zu verwalten. Die Entdeckung von Regulus und Lamy zeigt, dass die Quantenverschränkung einer Entropieregel folgt, die der für klassische Systeme ähnelt. Diese Entdeckung eröffnet neue Perspektiven im Bereich der Quanteninformationswissenschaft und -technologie und vertieft unser Verständnis der Quantenverschränkung und ihrer Verbindung zur Thermodynamik. Die Ergebnisse der Studie weisen auf die Möglichkeit der Reversibilität von Verschränkungstransformationen hin, was ihre Verwendung in verschiedenen Quantentechnologien erheblich vereinfachen könnte. Eine neue Regel öffnen ... >>

Mini-Klimaanlage Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

Der Sommer ist eine Zeit der Entspannung und des Reisens, doch oft kann die Hitze diese Zeit zu einer unerträglichen Qual machen. Lernen Sie ein neues Produkt von Sony kennen – die Mini-Klimaanlage Reon Pocket 5, die verspricht, den Sommer für ihre Benutzer angenehmer zu gestalten. Sony hat ein einzigartiges Gerät vorgestellt – den Reon Pocket 5 Mini-Conditioner, der an heißen Tagen für Körperkühlung sorgt. Damit können Benutzer jederzeit und überall Kühle genießen, indem sie es einfach um den Hals tragen. Diese Mini-Klimaanlage ist mit einer automatischen Anpassung der Betriebsmodi sowie Temperatur- und Feuchtigkeitssensoren ausgestattet. Dank innovativer Technologien passt Reon Pocket 5 seinen Betrieb an die Aktivität des Benutzers und die Umgebungsbedingungen an. Benutzer können die Temperatur einfach über eine spezielle mobile App anpassen, die über Bluetooth verbunden ist. Darüber hinaus sind speziell entwickelte T-Shirts und Shorts erhältlich, an denen ein Mini-Conditioner angebracht werden kann. Das Gerät kann oh ... >>

Energie aus dem Weltraum für Raumschiff 08.05.2024

Mit dem Aufkommen neuer Technologien und der Entwicklung von Raumfahrtprogrammen wird die Erzeugung von Solarenergie im Weltraum immer machbarer. Der Leiter des Startups Virtus Solis teilte seine Vision mit, mit dem Raumschiff von SpaceX Orbitalkraftwerke zu bauen, die die Erde mit Strom versorgen können. Das Startup Virtus Solis hat ein ehrgeiziges Projekt zur Schaffung von Orbitalkraftwerken mit dem Starship von SpaceX vorgestellt. Diese Idee könnte den Bereich der Solarenergieerzeugung erheblich verändern und sie zugänglicher und kostengünstiger machen. Der Kern des Plans des Startups besteht darin, die Kosten für den Start von Satelliten ins All mithilfe von Starship zu senken. Es wird erwartet, dass dieser technologische Durchbruch die Solarenergieproduktion im Weltraum gegenüber herkömmlichen Energiequellen wettbewerbsfähiger machen wird. Virtual Solis plant den Bau großer Photovoltaikmodule im Orbit und nutzt Starship für die Lieferung der notwendigen Ausrüstung. Allerdings eine der größten Herausforderungen ... >>

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

Graphen verbessert die HDD 24.06.2021

Wissenschaftler des Cambridge Graphene Centre haben gezeigt, dass Graphen zur Herstellung von Festplatten mit ultrahoher Dichte verwendet werden kann, was einen zehnfachen Sprung gegenüber der aktuellen Technologie darstellt.

Festplatten, die seit Mitte der 1980er Jahre in Personal Computern weit verbreitet sind, sind in dieser Zeit zwar kleiner, aber deutlich größer geworden. Obwohl sie von SSDs verdrängt werden, sind HDDs aufgrund ihrer geringeren Kosten immer noch beliebt.

Der Anstieg der Lautstärke ist auf die Erhöhung der Aufzeichnungsdichte zurückzuführen, die wiederum durch die Verbesserung von zwei Schlüsselkomponenten bereitgestellt wird: Platten und Köpfe. Insbesondere Entwicklungen, die es ermöglichten, die Kluft zwischen ihnen zu verringern.

Derzeit wird ein erheblicher Teil dieser Lücke von Beschichtungen auf Kohlenstoffbasis eingenommen - Schichten, die die Platte vor mechanischer Beschädigung und Korrosion schützen sollen. Seit 1990 hat sich die Aufzeichnungsdichte vervierfacht und die Schichtdicke von 12,5 nm auf etwa 3 nm verringert. Diese Parameter entsprechen einer Dichte von 1 Terabyte pro Quadratzoll.

Die Cambridge-Forscher ersetzten aktuelle Beschichtungen durch Graphen (ein bis vier Schichten) und testeten Reibung, Verschleiß, Korrosion, thermische Stabilität und Schmiermittelverträglichkeit. Es stellte sich heraus, dass Graphen neben seiner konkurrenzlosen Dünne alle idealen Eigenschaften der Außenbeschichtung für Festplatten in Bezug auf Korrosionsschutz, geringe Reibung, Verschleißfestigkeit, Härte, Verträglichkeit mit Schmiermitteln und Oberflächenglätte aufweist. Es reduziert die Reibung um die Hälfte und schützt besser vor Korrosion und Verschleiß als aktuelle Lösungen. Tatsächlich reduziert eine Schicht Graphen die Korrosion um das 2,5-fache.

Das Team testete auch die lokal beheizte Medienaufzeichnung (HAMR), eine neue Technologie, die die Speicherdichte erhöhen kann. Im Gegensatz zu Graphen arbeiten die derzeit verwendeten Beschichtungen nicht bei den für HAMR erforderlichen Temperaturen. Wie bereits erwähnt, wird Graphen in Kombination mit HAMR die Aufzeichnungsdichte auf ein beispielloses Niveau erhöhen – mehr als 10 Terabyte pro Quadratzoll.

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