Рисунки по клеточкам в тетради легкие красивые: Рисунки по клеточкам на тетрадном листе
18.04.2023 
Разное
Ученые воспевают красоту света с помощью пузырей и светлячков
Джейсон Коски/University Photography
Лауреат Нобелевской премии Роальд Хоффманн представляет историю и химию красителей индиго, которые используются для окрашивания текстиля в синий цвет.
Джейсон Коски/University Photography
Михал Липсон, адъюнкт-профессор электротехники и вычислительной техники, объясняет, что «идея Гарри Поттера накрыть объект плащом, чтобы сделать его невидимым, не такая уж безумная».
Джейсон Коски/University Photography
Подобные скульптуры вызывали диалог о пересечении изобразительного искусства, науки и природы.
Свет позволяет нам воспринимать цвет, форму и движение и используется различными организмами, в том числе людьми, для передачи информации, заявили ученые Корнелла, собравшиеся в рамках LUX — выставки света, искусства и природы, которая состоялась 21 апреля в зале Мильштейн Холл.
Выставка привлекла известных художников и ученых со всего мира, работающих в области света, чтобы обсудить и продемонстрировать, как свет вдохновляет их на творчество и инновации.
Филип Красицки, старший преподаватель физики, объяснил, что свет — это вибрация электрических и магнитных полей в пустом пространстве и что белый свет на самом деле состоит из спектра цветов. Предметы приобретают цвет за счет поглощения и отражения разных частей спектра.
«Растения кажутся зелеными из-за пигмента хлорофилла, который отражает зеленый цвет, но поглощает другие цвета для фотосинтеза», — сказал он. «Спектры поглощения также действуют как «отпечатки пальцев» элементов в природе, раскрывая структуру атомов».
Красицки сказал, что цвет также может быть результатом интерференции света, отражающегося от микроскопических структур, придающего мыльным пузырям, тонким масляным пленкам и крыльям бабочки их красивую радужность.
Свет можно удерживать, направлять, изгибать и распределять в мельчайших размерах, в тысячу раз меньших ширины человеческого волоса, показал Михал Липсон, доцент кафедры электротехники и вычислительной техники. По ее словам, эта область нанофотоники может революционизировать компьютеры следующего поколения, что приведет к более высокой скорости и меньшему выделению тепла.
Используя такие крошечные структуры, ученые могут даже делать объекты невидимыми, преломляя свет вокруг них, чтобы избежать рассеяния. «Оказывается, идея Гарри Поттера накрыть объект плащом, чтобы сделать его невидимым, не такая уж безумная», — сказал Липсон.
Событие можно замаскировать, как показал Мордехай (Моти) Фридман, научный сотрудник прикладной физики, создав световой промежуток во времени. Далее он показал, как разные цвета света распространяются с разной скоростью по оптическому волокну, сделанному из стекла, и это свойство можно использовать для ускорения передней части и замедления задней части светового импульса, сказал Фридман. Это создает временной промежуток, в котором нет света для обнаружения какого-либо события.
Роальд Хоффманн, почетный профессор гуманитарных наук Фрэнка Х. Т. Родса и лауреат Нобелевской премии по химии 1981 года, представил историю и химию красителей индиго, которые используются для окрашивания текстиля в синий цвет. Индиго — богатое углеродом органическое соединение, отражающее синюю часть спектра белого света.
«В древние времена индиго добывали из морских улиток, что делало их дороже золота. Для одного грамма красителя требовалось около 10 000 улиток», — сказал он. Позже было установлено, что несколько видов растений производят индиго. В настоящее время красители индиго производятся с помощью синтетической химии в основном для производства джинсовой ткани для синих джинсов, миллиард пар которых производится ежегодно.
Коул Гилберт, профессор энтомологии, показал, как светлячки во время ухаживания включают и выключают свет, меняя цвет от желтого ранним вечером до зеленого ночью. Он также показал, как хищные личинки, живущие в пещерах, заманивают своих насекомых-жертв, привлекая их голубоватым свечением. Даже одноклеточные морские микробы излучают свет, когда их беспокоят мелкие хищники, возможно, чтобы привлечь «полицию» крупных рыб.
Мероприятие было организовано факультетами искусств и физики и частично финансировалось Советом искусств Корнелла. Художественные инсталляции будут экспонироваться в галерее Milstein, галерее Willard Straight Hall и Garden Room до 11 мая.
0004
Аспирант Вивек Венкатараман — писатель-стажер в Cornell Chronicle.
Клетки человека помогают исследователям понять маскировку кальмаров
ИНДИАНАПОЛИС, 27 марта 2023 г. — Кальмары и осьминоги — мастера маскировки, сливаясь с окружающей средой, чтобы уклоняться от хищников или заставать добычу врасплох. Некоторые аспекты того, как эти головоногие становятся обратимо прозрачными, все еще «неясны», в основном потому, что исследователи не могут культивировать клетки кожи головоногих моллюсков в лаборатории. Однако сегодня исследователи сообщают, что они воспроизвели настраиваемую прозрачность некоторых клеток кожи кальмаров в клетках млекопитающих, которые можно культивировать. Работа может не только пролить свет на основы биологии кальмаров, но и привести к лучшим способам визуализации многих типов клеток.
Исследователи представят свои результаты на весенней встрече Американского химического общества (ACS). ACS Spring 2023 — это гибридная встреча, которая проводится виртуально и лично с 26 по 30 марта и включает более 10 000 презентаций по широкому кругу научных тем.
В течение многих лет Алон Городецкий, кандидат наук, и его исследовательская группа работали над материалами, вдохновленными кальмарами. В прошлой работе они разработали «наклейки-невидимки», которые состояли из продуцируемых бактериями белков-отражателей кальмаров, которые были приклеены к липкой ленте. «Итак, у нас возникла безумная идея посмотреть, сможем ли мы зафиксировать некоторые аспекты способности тканей кожи кальмаров изменять прозрачность в культурах клеток человека», — говорит Городецкий, главный исследователь проекта.
Команда Калифорнийского университета в Ирвине сосредоточила свои усилия на клетках головоногих, называемых лейкофорами, которые имеют наноструктуры, напоминающие частицы, состоящие из белков-отражателей, которые рассеивают свет. Как правило, рефлектины слипаются и образуют наночастицы, поэтому свет не поглощается и не передается напрямую; вместо этого свет рассеивается или отражается от них, в результате чего лейкофоры кажутся ярко-белыми.
«Мы хотели спроектировать клетки млекопитающих так, чтобы они стабильно, а не временно образовывали отражающие наноструктуры, для которых мы могли бы лучше контролировать рассеяние света», — говорит Городецкий.
Это потому, что если клетки пропускают свет с небольшим рассеянием, они будут казаться более прозрачными. В качестве альтернативы, рассеивая намного больше света, клетки становятся непрозрачными и более заметными. «Затем на клеточном уровне или даже на уровне культуры мы подумали, что можем предсказуемо изменить прозрачность клеток по отношению к окружающей среде или фону», — говорит он.
Чтобы изменить то, как свет взаимодействует с культивируемыми клетками, Георгий Богданов, аспирант лаборатории Городецкого, который представляет результаты, ввел полученные от кальмаров гены, кодирующие рефлектин, в клетки человека, которые затем использовали ДНК для производства белка. «Ключевым достижением в наших экспериментах было заставить клетки стабильно производить рефлектин и формировать светорассеивающие наноструктуры с относительно высокими показателями преломления, что также позволило нам лучше отображать клетки в трех измерениях», — говорит Богданов.
В ходе экспериментов ученые добавили соль в среду для культивирования клеток и наблюдали, как белки рефлектина слипаются в наноструктуры.
Систематически увеличивая концентрацию соли, Богданов получил подробные, покадровые 3D-изображения свойств наноструктур. По мере того как наночастицы становились больше, количество света, отражавшегося от клеток, увеличивалось, что приводило к изменению их непрозрачности.
На базовом уровне Городецкий предполагает, что эти результаты помогут ученым лучше понять клетки кожи кальмаров, которые не были успешно культивированы в лабораторных условиях.
Например, предыдущие исследователи предположили, что наночастицы рефлектина разбираются и собираются заново, чтобы изменить прозрачность настраиваемых лейкофоров кальмаров. И теперь команда Городецкого показала, что аналогичные перестройки происходили в их стабильных сконструированных клетках млекопитающих с простыми изменениями концентрации соли, механизм, который, по-видимому, аналогичен тому, что наблюдалось в настраиваемых клетках кальмаров.
В настоящее время исследователи оптимизируют свою технику для разработки лучших стратегий клеточной визуализации, основанных на внутренних оптических свойствах клеток. Городецкий предполагает, что белки-рефлектины могут действовать как генетически закодированные метки, которые не обесцвечиваются внутри клеток человека. «Рефлектин как молекулярный зонд дает множество возможностей для отслеживания структур в клетках с помощью передовых методов микроскопии», — добавляет Богданов. Например, ученые предполагают, что подходы к визуализации, основанные на их работе, также могут иметь значение для лучшего понимания роста и развития клеток.
Исследователи признательны за финансирование со стороны Агентства перспективных исследовательских проектов Министерства обороны США и Управления научных исследований ВВС США.
Запись брифинга для СМИ на эту тему будет размещена в понедельник, 27 марта, в 10:00 по восточному времени по телефону www.acs.org/acsspring2023briefings . Журналисты могут запросить доступ к брифингам для СМИ в период действия эмбарго, позвонив по номеру [адрес электронной почты защищен] .
Для получения информации о здоровье и безопасности для ACS Spring 2023 посетите веб-страницу часто задаваемых вопросов.
Американское химическое общество (ACS) — некоммерческая организация, учрежденная Конгрессом США. Миссия ACS состоит в том, чтобы продвигать более широкое химическое предприятие и его практиков на благо Земли и всех ее людей. Общество является мировым лидером в продвижении передового опыта в области естественнонаучного образования и предоставлении доступа к информации и исследованиям, связанным с химией, посредством своих многочисленных исследовательских решений, рецензируемых журналов, научных конференций, электронных книг и еженедельных периодических новостей
Журналы ACS являются одними из самых цитируемых, пользующихся наибольшим доверием и наиболее читаемых в научной литературе; однако сама ACS не проводит химических исследований. Как лидер в области научных информационных решений, его подразделение CAS сотрудничает с глобальными новаторами, чтобы ускорить прорывы, курируя, объединяя и анализируя мировые научные знания. Основные офисы ACS находятся в Вашингтоне, округ Колумбия, и Колумбусе, штат Огайо. Чтобы автоматически получать выпуски новостей от Американского химического общества, обращайтесь по адресу [email protected].
Примечание для журналистов: Пожалуйста, сообщите, что это исследование было представлено на заседании Американского химического общества.
Подписывайтесь на нас: Twitter | Facebook | LinkedIn | Instagram
Title
Динамические оптические системы, вдохновленные головоногими
Abstract
Головоногие моллюски (например, кальмары, осьминоги и каракатицы) покорили воображение как широкой публики, так и искушенных ученых.
, сложные модели поведения и визуально ошеломляющие изменения окраски. Черпая вдохновение в структуре и функциях настраиваемых клеток кожи головоногих, мы спроектировали и спроектировали клетки человека, которые содержат реконфигурируемые фотонные архитектуры на основе белков и, как следствие, обладают настраиваемыми способностями к изменению прозрачности и светорассеянию (1). В свою очередь, мы визуализировали распределения показателей преломления аналогичных сконструированных клеток с помощью методов трехмерной безметочной голотомографической микроскопии и, как следствие, получили детальное понимание взаимосвязи между их глобальными оптическими характеристиками и субклеточными ультраструктурами (2). . Кроме того, мы распространили эти усилия на прогнозирование показателей преломления и светорассеивающих свойств нескольких самособирающихся платформ на основе белков как in vitro, так и in vivo (2,3). Наконец, мы разработали улучшенные химические и генетические стратегии для управления размерами, количеством и показателями преломления наших субклеточных структур (4).
Leave a Comment