Pesquisadores da Rice University descobriram que o som pode ser usado para analisar as propriedades do grafeno induzido por laser em tempo real. Esta técnica pode ser útil na caracterização de materiais em uma ampla variedade de processos de engenharia e manufatura. Crédito: Brandon Martin/Rice University
Pode ser verdade que ver seja crível, mas às vezes ouvir é melhor.
Caso em questão: Dois irmãos no laboratório da Rice University ouviram algo incomum enquanto trabalhavam grafeno. No final, eles decidiram que a própria voz poderia fornecer dados valiosos sobre o produto.
Os irmãos, John Lee, um ex-aluno da Rice agora estudando na Universidade de Stanford, e Victor Lee, que era um estudante do ensino médio em Nova York e agora um calouro no MIT, são os principais autores de um trabalho de pesquisa que descreve a Realidade. Análise temporal da produção de grafeno induzido por laser (LIG) por som.
Os irmãos estavam trabalhando no laboratório de química do Rice James Tour quando apresentaram sua hipótese e a apresentaram em uma reunião de grupo.
“É interessante”, lembra John Lee, “disse o Professor Tour, e nos pediu para buscá-lo como um projeto em potencial.
Os resultados aparecem no formato . materiais funcionais avançadosDescreva um esquema simples de processamento de sinal de áudio que analisa o LIG em tempo real para determinar sua forma e qualidade.
A LIG, introduzida pelo Tour Lab em 2014, faz camadas de folhas de grafeno interconectadas aquecendo o topo de uma fina folha de polímero a 2.500 graus Celsius (4.532 graus Fahrenheit), deixando apenas átomos de carbono para trás. Essa técnica já foi aplicada para fazer grafeno a partir de outras matérias-primas, até mesmo alimentos.
Alex Lathem, estudante de pós-graduação em física aplicada na Rice University, prepara uma amostra para o processo a laser. O laboratório usa som para analisar a síntese de grafeno induzida por laser em tempo real. Crédito: Brandon Martin/Rice University
“Em diferentes circunstâncias, ouvimos sons diferentes John disse porque diferentes processos estão acontecendo. “Então, se ouvirmos diferenças durante a síntese, seremos capazes de detectar os diferentes materiais que são formados.”
A análise acústica, disse ele, permite “capacidades de controle de qualidade muito maiores e é muito mais rápida do que a caracterização de grafeno induzida por laser por técnicas de microscopia”.
“Na análise de materiais, muitas vezes há compensações entre custo, velocidade, escalabilidade, exatidão e precisão, principalmente em termos da quantidade de material que você pode processar sistematicamente”, disse John. “O que temos aqui nos permite dimensionar com eficiência a produtividade de nossos recursos analíticos para a quantidade total de materiais que estamos tentando sintetizar de maneira robusta”.
John convidou seu irmão mais novo para Houston, percebendo que sua experiência seria uma vantagem no laboratório. “Temos conjuntos de habilidades complementares quase por design, onde evito me especializar em coisas que ele conhece bem e, da mesma forma, ele evita áreas que conheço bem”, disse ele. “Então, somos uma equipe muito forte.
“Essencialmente, fiz a conexão de que os sons certos correspondiam ao produto correto, e a conexão de que sons diferentes correspondiam a produtos diferentes”, disse ele. “Além disso, é muito mais poderoso do que eu com certas técnicas computacionais, enquanto sou basicamente um especialista empírico.”
Um mini microfone da Amazon de US$ 31 conectado à cabeça do laser e conectado a um telefone celular dentro do gabinete do laser capta o som para análise.
“Os irmãos transformaram o padrão sonoro através de um técnica esportiva É chamado de transformada rápida de Fourier, para que eles possam obter dados numéricos de dados de áudio. disse Tor. “Por alguns cálculos matemáticos, esses dados podem ser uma ferramenta analítica quase instantânea para avaliar o tipo e a pureza do produto”.
Os sons emitidos “fornecem informações sobre o relaxamento da energia de entrada quando o laser atinge a amostra e é absorvido, transmitido, espalhado, refletido ou geralmente convertido em diferentes tipos de energia”, disse John Lee. Isso nos permite obter informações locais sobre as propriedades da microestrutura do grafeno, e sua morfologia. e propriedades da nanoescala”.
O Tour ainda admira sua engenhosidade.
Ele disse: “O que esses irmãos conseguiram é surpreendente.” “Eles ouvem sons de síntese à medida que estão sendo feitos e podem determinar o tipo e a qualidade do produto quase instantaneamente. Essa pode ser uma abordagem importante durante O resultado de combinar a exposição e o oposto para orientar os padrões de fabricação.
Ele disse que a análise de som pode contribuir para uma série de processos de fabricação, incluindo aquecimento joule em seu próprio laboratório, um método para fazer grafeno e outros materiais a partir de produtos residuais, bem como sinterização, engenharia de fase, engenharia de estresse, deposição de vapor químico, combustão, recozimento e corte a laser Evolução de gás, destilação e muito mais.
“Entre a experiência experimental de John e o talento atlético de Victor, a equipe da família é fantástica”, disse Tour. “Minha maior felicidade é criar um ambiente onde mentes jovens Eles podem ser criativos e prosperar e, neste caso, eles demonstraram experiência além de seus anos, John tinha apenas 19 anos e Victor 17 na época de sua descoberta. “
Os co-autores do artigo são os estudantes de pós-graduação da Rice Jacob Beckham e Wen Chen, o pesquisador de pós-doutorado Bing Ding, o ex-aluno Doi Long e o pesquisador Carter Kittrell. Tour é o TT e WF Chao Chair em Química, bem como Professor de Ciência da Computação, Ciência dos Materiais e Nanoengenharia.
Mais Informações:
Victor de Lee et al, Sons de síntese: análise acústica em tempo real de lasers induzidos por grafeno, materiais funcionais avançados (2022). DOI: 10.1002 / adfm.202110198
a citação: When Graphene Talks, Scientists Can Now Listen (2022, 19 de janeiro) Recuperado em 20 de janeiro de 2022 de https://phys.org/news/2022-01-graphene-scientists.html
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WASHINGTON – A NASA está buscando a opinião do público sobre como priorizar quase 200 tópicos em tecnologia espacial para melhorar a forma como investe financiamento limitado neles.
A agência emitiu Lista de 187 “deficiências tecnológicas” Ou tópicos onde a tecnologia atual requer desenvolvimento adicional para atender às necessidades futuras da NASA. A escassez existe em 20 áreas, desde transporte espacial e suporte de vida até gestão de energia e calor.
Através de um local na rede InternetA agência convida as pessoas a revisarem as tecnologias listadas e avaliarem sua importância até o dia 13 de maio. A NASA usará essas informações para ajudar a priorizar essas tecnologias para investimentos futuros para preencher a lacuna.
Isto faz parte de um esforço da Direcção de Missões de Tecnologia Espacial (STMD) da agência para fornecer uma abordagem mais rigorosa à forma como o desenvolvimento tecnológico é apoiado. “A NASA entrou num ritmo de batalha com as nossas partes interessadas, onde priorizamos mais a área de atividades em que estamos engajados, em vez de inicialmente em torno do espaço do problema: os problemas que estamos trabalhando para resolver”, disse Curt. “Spuds” Vogel, administrador associado de tecnologia espacial da NASA, na reunião de 23 de abril do Consórcio de Inovação da Superfície Lunar.
Ele disse que a abordagem antiga corre o risco de transformar o programa de tecnologia espacial da NASA numa “loja de passatempos” sujeita aos caprichos dos decisores políticos. “Este é o foco errado.”
Ao priorizar as deficiências tecnológicas, ele disse que a NASA terá mais condições de investir seu financiamento nas mais importantes. “Estamos sobrecarregados. Isso significa que não temos orçamento para resolver todos esses problemas de uma vez, então temos que priorizar os dólares limitados com os quais somos abençoados para atacar os problemas que mais importam para nossas partes interessadas.”
Através deste processo, as pessoas poderão avaliar a importância de algumas ou de todas as deficiências tecnológicas identificadas pela NASA. Podem também listar tecnologias que considerem que deveriam ser incluídas ou identificar deficiências que considerem já terem sido resolvidas.
A NASA usará as informações deste processo, bem como um esforço interno separado da agência, para desenvolver uma lista classificada de tecnologias. “Isso deverá estar pronto neste verão”, disse Alisyn Lowry, diretora de planejamento estratégico e integração da STMD, numa apresentação separada na reunião de 24 de abril.
Embora a NASA não publique contribuições individuais, ela planeja revelar como diferentes grupos de partes interessadas na indústria e na academia classificaram as tecnologias. Mas Vogel enfatizou que a contribuição pública será apenas um factor na definição de prioridades globais.
“É uma ferramenta, não uma ferramenta”, disse ele, descrevendo as informações como parte de uma “trilha de auditoria” usada para vincular tecnologias a problemas. “Isso terá impacto no que fazemos, mas tomaremos as decisões finais.”
Ele disse que o número do défice pode mudar nos próximos anos com base nos dados desta análise do défice, para cima ou para baixo. Vogel disse que espera que a NASA atualize as prioridades anualmente. “Nos primeiros dois anos será onde a maioria das mudanças acontecerá. Depois disso, tudo se tornará contínuo e você verá isso como uma ferramenta que poderá usar de maneira semelhante à que usaremos também.”
Esta descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas
Ao visitar a recém-renovada casa europeia dos seus pais, o dentista descobre algo perturbador. Embutido nos ladrilhos de calcário ao longo do corredor que levava à varanda estava o que parecia ser uma mandíbula humana. O ladrilho foi cortado diagonalmente, revelando um corte transversal de vários dentes. Inseguro quanto ao curso de ação correto, o dentista recorreu ao Reddit, onde a descoberta despertou uma onda de interesse online, que vai da curiosidade entusiástica ao total desgosto.
A descoberta chamou a atenção de uma equipe internacional de cientistas que estão ansiosos para examinar o fóssil. Eles acreditam que poderia pertencer a um ancestral humano extinto.
“Se for um fóssil de hominídeo, o que acredito que seja, deveria ser estudado e colocado num museu”, diz John Kappelman, professor de antropologia da Universidade do Texas em Austin, especializado nas origens e evolução. de hominídeos e hominídeos. , ele disse por e-mail.
O travertino, um tipo de calcário comumente utilizado na construção devido ao seu apelo estético e longevidade, muitas vezes se forma perto de fontes minerais e pode conter restos fossilizados de vidas passadas. Embora fósseis de plantas, algas e até animais como os de rinocerontes e girafas sejam por vezes encontrados em calcário, restos humanos são excepcionalmente raros, observa John Hawkes, paleontólogo humano da Universidade de Wisconsin. Forbes mencionado.
Em uma postagem intitulada “Quantos banheiros neandertais existem em um tribunal?” Dr. Hawkes destaca a natureza incomum desta descoberta em particular.
“Espero que haja muitas reviravoltas na história desta mandíbula”, escreveu Hawks. “Com alguns dentes preservados e a abundância de rochas circundantes, espero que os especialistas possam aprender muito sobre a vida deste indivíduo e quando ele viveu.”
O dentista europeu, especializado em implantes dentários, disse à Forbes que soube imediatamente que não estava apenas observando variações naturais nos padrões de pedra dos ladrilhos de pedra quando viu vários dentes olhando para ele.
“Do ponto de vista do meu dentista, não tive dúvidas de que ele era algum tipo de humano”, disse ele à Forbes. “A distribuição dos dentes e o tamanho da mandíbula são distintos. A largura do córtex também é específica dos humanos antigos.”
“Não acho que seja Jimmy Hoffa”, brincou o dentista na sequência de sua postagem original no Reddit. Ele disse que preferia não revelar seu nome ou o paradeiro de seus pais para proteger a privacidade da família.
Quando um dentista descobriu um maxilar como parte de uma reforma na casa de seus pais, ele ficou surpreso por um motivo diferente.
“É muito incomum encontrar fósseis de vertebrados em ladrilhos de calcário tratado, e os fósseis de hominídeos são 100 vezes mais raros”, disse Kappelman. “Só temos um punhado.”
Kappelman fez parte de uma equipa que observou a primeira evidência de tuberculose gravada em restos de esqueletos humanos com 500 mil anos de idade, descobertos por operários de uma fábrica na Turquia que cortavam ladrilhos de calcário para uso comercial. Os cientistas publicaram os resultados de suas pesquisas em 2007 no American Journal of Physical Anthropology.
resumo: As conversas baseadas na Internet podem melhorar significativamente as funções cognitivas em idosos socialmente isolados. O ensaio, conhecido como I-CONECT, envolveu 186 participantes com 75 anos ou mais que participaram em chats de vídeo estruturados quatro vezes por semana, o que ajudou a aumentar a memória e a função executiva, especialmente entre aqueles com comprometimento cognitivo ligeiro.
Ao longo de um ano, estas interações não só aumentaram os resultados cognitivos, mas também melhoraram o bem-estar emocional e aumentaram a conectividade em áreas do cérebro associadas à atenção. As descobertas sugerem que as conversas digitais podem ser uma estratégia viável para combater o isolamento social e as suas repercussões cognitivas.
Principais fatos:
Melhorar a função cognitiva: Os participantes do ensaio I-CONECT que se envolveram em conversas digitais frequentes mostraram melhorias nas pontuações dos testes cognitivos globais e nas funções executivas baseadas na linguagem.
Melhorar o bem-estar emocional: Tanto o grupo de controlo como o de intervenção registaram melhorias na saúde emocional, sugerindo que o contacto social regular, mesmo que breve, pode ter efeitos positivos.
Benefícios neurológicos: As imagens cerebrais revelaram maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal para o grupo de intervenção, destacando o potencial das interações conversacionais para melhorar a função cerebral.
fonte: Harvard
A simples conversa com outras pessoas pode estimular várias funções cerebrais entre idosos socialmente isolados, mesmo quando as interações são baseadas na Internet, de acordo com um novo ensaio clínico realizado no Massachusetts General Hospital.
Os resultados são publicados em O mundo do envelhecimento.
“Iniciámos o nosso primeiro estudo de intervenção comportamental de prova de conceito em 2010, quase uma década antes da pandemia da COVID-19, chamando a atenção para os efeitos nocivos do isolamento social na nossa saúde geral”, explicou a autora principal Hiroko H. Dodge, investigadora principal. . De ensaios financiados pelos Institutos Nacionais de Saúde.
As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas. Crédito: Notícias de Neurociências
A segunda fase do ensaio randomizado com 186 participantes, denominado I-CONECT, utilizou a Internet e webcams para permitir interações conversacionais entre entrevistadores treinados e indivíduos socialmente isolados com 75 anos ou mais que têm cognição normal ou comprometimento cognitivo leve.
Os investigadores alternaram os parceiros de conversa atribuídos a cada participante para melhorar a novidade da experiência, forneceram dispositivos fáceis de usar que permitiram aos participantes sem qualquer experiência de Internet/webcam participar facilmente em conversas baseadas em vídeo e incentivaram conversas usando tópicos diários padronizados e instruções de imagem .
Conversas de trinta minutos foram realizadas quatro vezes por semana durante seis meses e depois duas vezes por semana durante mais seis meses. Um grupo de controle de indivíduos semelhantes não participou de tais conversas, mas tanto o grupo de intervenção quanto o grupo de controle receberam ligações telefônicas semanais de 10 minutos.
Após o período inicial de seis meses, o grupo de intervenção teve uma pontuação mais elevada no teste cognitivo global em comparação com o grupo de controle, com um grande tamanho de efeito entre aqueles com comprometimento cognitivo leve. Além disso, os participantes do grupo de intervenção com cognição normal tiveram pontuações indicando maior função executiva baseada na linguagem.
No final do período final de seis meses, os participantes do grupo de intervenção com comprometimento cognitivo leve obtiveram pontuações nos testes indicando melhor função cerebral relacionada à memória do que o grupo de controle.
As medidas de bem-estar emocional melhoraram tanto no grupo de controlo como no grupo de intervenção, sugerindo que a emoção pode ser melhorada através de breves chamadas telefónicas semanais, enquanto a melhoria da função cognitiva requer um envolvimento frequente em conversas.
Além disso, testes de imagem cerebral mostraram que o grupo de intervenção tinha maior conectividade dentro da rede de atenção dorsal – uma região importante para manter a atenção visuoespacial – em comparação com o grupo de controle, embora este achado deva ser interpretado com cuidado devido ao número limitado de participantes avaliados. Devido a limitações de pesquisa relacionadas ao COVID-19.
Com base em solicitações de ex-participantes do estudo que continuamente solicitavam conversas, Dodge e seus colegas criaram uma organização sem fins lucrativos, a Fundação I-CONNECT. A organização oferece interações sociais gratuitas para idosos isolados na comunidade, utilizando os mesmos materiais utilizados no ensaio.
“Nosso próximo objetivo é expandir essas atividades para alcançar indivíduos necessitados mais isolados, bem como aprofundar os mecanismos biológicos por trás do impacto das interações sociais em nossa função cerebral”, disse Dodge.
“Fornecer interações de conversa online estimulantes e frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.
“Planejamos expandir este tratamento para ambulatórios geriátricos, onde estamos atualmente arrecadando fundos para isso, e também examinar sua eficácia no tratamento de sintomas leves a moderados de depressão”.
A equipa também está a explorar a possibilidade de fornecer interações conversacionais através de um chatbot – um bot treinado em IA – que proporciona conversas estimulantes como uma intervenção económica.
“Sabemos que as conexões humanas são extremamente importantes para o nosso bem-estar emocional, mas para a estimulação cognitiva, os chatbots podem funcionar tão eficazmente quanto os humanos, o que estamos investigando atualmente”, disse Dodge, diretor de análise de pesquisa da Universidade da Califórnia. , Califórnia. Recentemente, ele abriu o Centro Multidisciplinar do Cérebro no MGH e é membro do corpo docente da Harvard Medical School.
Financiamento: O financiamento foi fornecido pelo Instituto Nacional do Envelhecimento.
Sobre notícias de pesquisa sobre cognição e envelhecimento
Ensaio clínico controlado randomizado de engajamento conversacional baseado na Internet (I-CONECT) entre adultos socialmente isolados com mais de 75 anos de idade com cognição normal ou comprometimento cognitivo leve: principais resultados
Antecedentes e objetivos
O isolamento social é um fator de risco para declínio cognitivo e demência. Conduzimos um ensaio clínico controlado randomizado (ECR) de interações sociais aprimoradas, levantando a hipótese de que as interações conversacionais podem estimular a função cerebral entre idosos socialmente isolados sem demência. Relatamos as principais descobertas deste ensaio clínico RCT (engajamento conversacional baseado na Internet) em vários locais [I-CONECT]; NCT02871921).
O grupo experimental recebeu conversas semiestruturadas cognitivamente estimulantes com entrevistadores treinados via Internet/webcam 4 vezes por semana durante 6 meses (familiarização) e duas vezes por semana durante mais 6 meses (manutenção).
Tanto o grupo experimental quanto o de controle receberam ligações semanais de 10 minutos. Modificações no protocolo foram necessárias devido à pandemia da doença coronavírus de 2019.
resultados
Um total de 186 participantes foram randomizados. Após o período de indução, o grupo experimental obteve pontuações mais altas nos testes cognitivos globais (Montreal Cognitive Assessment [primary outcome]; 1,75 pontos [p = .03]) em comparação com o grupo controle.
Após a indução, os participantes do grupo experimental com cognição normal apresentaram maior função executiva baseada na linguagem (teste de fluência semântica [secondary outcome]; 2,56 pontos [p = .03]). No final do período de manutenção, o grupo experimental de pessoas com comprometimento cognitivo leve apresentou maior função de codificação (Craft Story Immediate Recall Test). [secondary outcome]; 2,19 pontos [p = .04]).
A medição do bem-estar emocional melhorou tanto no grupo controle quanto no experimental. A fMRI em estado de repouso mostrou que o grupo experimental aumentou a conectividade dentro da rede de atenção dorsal em comparação com o grupo de controle.é= 0,02), mas o tamanho da amostra foi limitado.
Discussão e suas implicações
Proporcionar interações conversacionais online estimulantes frequentes pode ser uma estratégia eficaz para reduzir o risco de demência em casa contra o isolamento social e o declínio cognitivo.
