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Nova pesquisa mostra uma grande promessa para melhorar a eficiência da célula solar

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A perovskita inorgânica se compara bem com suas contrapartes híbridas em termos de eficiência. Crédito: Ilustração de Xie Zhang

Uma nova pesquisa mostra uma grande promessa para células solares de perovskita inorgânica para melhorar a eficiência da célula solar.

A perovskita híbrida orgânica e inorgânica já demonstrou uma eficiência muito elevada em células fotovoltaicas de mais de 25%. A sabedoria predominante na área é que as moléculas orgânicas (contendo carbono e hidrogênio) no material são essenciais para atingir esse desempenho incrível, pois acredita-se que elas evitem a recombinação de portadores auxiliada por defeitos.

Uma nova pesquisa no Departamento de Materiais da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara, mostra não apenas que essa suposição está incorreta, mas também que todos os materiais inorgânicos têm o potencial de superar a perovskita híbrida. Os resultados foram publicados em um artigo intitulado “Perovskitas de haleto inorgânico como candidatas a células solares eficientes”, que aparece na capa da edição de 20 de outubro de 2021 da revista. Cell Reports Physical Sciences.

“Para comparar os materiais, realizamos simulações abrangentes dos mecanismos de recombinação”, explicou Xie Zhang, o investigador principal do estudo. “Quando a luz incide sobre o material da célula solar, os portadores fotogerados geram corrente; a recombinação em defeitos destrói alguns desses portadores e, portanto, reduz a eficiência. Assim, os defeitos agem como um assassino de eficiência.”

Para comparar a perovskita inorgânica e híbrida, os pesquisadores estudaram dois materiais de modelo primário. Ambas as substâncias contêm átomos de chumbo e iodo, mas em uma substância a estrutura cristalina é completada pelo elemento inorgânico césio, enquanto na outra há a molécula orgânica metilamônio.

Classificar experimentalmente esses processos é muito difícil, mas os cálculos da mecânica quântica mais recentes podem prever com precisão as taxas de recombinação, graças à nova metodologia desenvolvida no UCSB Materials Group Professor Chris Van de Waal, que credita Mark. Turiansky, um estudante de pós-graduação do grupo, ajuda a escrever o código para calcular as taxas de recombinação.

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“Nossos métodos são muito poderosos na identificação de defeitos que causam a perda da transportadora”, disse Turiansky. “É emocionante ver a abordagem aplicada a uma das questões críticas de nosso tempo, a geração eficiente de energia renovável.”

A execução das simulações mostrou que os defeitos comuns em ambos os materiais resultam em níveis comparáveis ​​(e relativamente benignos) de recombinação. No entanto, a molécula orgânica pode se dissociar na perovskita híbrida; Quando ocorre a perda de átomos de hidrogênio, as “vagas” resultantes reduzem severamente a eficiência. Assim, a presença da molécula é prejudicial para a eficiência geral do material, não um ativo.

Por que, então, isso não é observado experimentalmente? Isso se deve principalmente à dificuldade de cultivar camadas de alta qualidade de materiais totalmente inorgânicos. Eles tendem a adotar outras estruturas cristalinas, e para realçar a formação da estrutura desejada requer um maior esforço experimental. Pesquisas recentes mostraram, no entanto, que alcançar a estrutura preferida é certamente possível. No entanto, a dificuldade explica porque a perovskita inorgânica não recebeu tanta atenção até agora.

“Esperamos que nossas descobertas sobre as eficiências esperadas estimulem outras atividades direcionadas à produção de perovskita inorgânica”, concluiu Van de Waale.

Referência: “Perovskita halogenada completamente inorgânica como candidatos para células solares eficientes” Por Xie Zhang, Mark E. Turiansky e Chris G. Van de Walle, 11 de outubro de 2021, disponível aqui. Cell Reports Physical Sciences.
DOI: 10.1016 / j.xcrp.2021.100604

Esta pesquisa foi financiada pelo Departamento de Energia, Escritório de Ciência, Escritório de Ciências Básicas de Energia; Os cálculos foram feitos no Centro de Computação Científica para Pesquisa Energética Nacional.

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Flatulência, acidentes de carro e dor no DIU: a semana no Bem + Estar

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Feliz Primavera! Esta semana escrevemos sobre dores ginecológicas, fugas de carros com água e um problema embaraçoso para muitos – flatulência. Além disso, temos lanches divertidos. Mas antes disso…

Leituras obrigatórias desta semana:

  • Qual é a aparência da cetamina? Mantive um diário dos meus seis tratamentos.
  • Estressado ou triste? Quatro maneiras de lidar Com sentimentos difíceis.
  • O estudo encontrou três fatores de risco significativos para demência Aprenda o que é.
  • Os jovens recebem Botox para prevenir rugas. Ele está trabalhando?
  • Seu eu futuro pode ajudar com seu bem-estar atual. Veja como.

Buzz nas redes sociais sobre a dor do DIU

Embora as mulheres tenham falado sobre a dor associada aos dispositivos intra-uterinos (DIU) durante anos, as suas preocupações tornaram-se mais proeminentes à medida que os utilizadores mais jovens do DIU defendem nas redes sociais que as mulheres não têm opções suficientes para controlar a sua dor.

Esta semana, a repórter Lindsey Beaver relatou uma tendência notável: mulheres postando vídeos nas redes sociais sobre sua dor enquanto inserem um DIU. Os vídeos mostram mulheres chorando ou chorando de dor, enquanto um profissional de saúde tenta confortá-las. Em um vídeo, ouve-se um médico dizendo: “Estabilize. Você está bem.”

O que é tão frustrante neste problema é que quase nenhum progresso foi feito no alívio da dor deste procedimento.

O Colégio Americano de Obstetras e Ginecologistas (ACOG) reconheceu em um parecer há oito anos que a inserção do DIU é “traumática para muitas mulheres”. Em Janeiro, a organização reafirmou a sua opinião de 2016, que referia que a investigação não tinha demonstrado “uma estratégia eficaz para mitigar este desconforto”.

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A pesquisa também mostra que os médicos e outros profissionais subestimam a dor das mulheres durante a inserção do DIU. Num estudo com 200 mulheres, a maioria das quais já tinha dado à luz, as mulheres relataram uma pontuação média máxima de dor de cerca de 65 numa escala de 0 a 100.

No entanto, os prestadores avaliaram a dor das mulheres em cerca de 35.

Para saber mais, leia o relatório completo.

A tragédia da ponte em Baltimore

Esta semana o impensável aconteceu em Baltimore. Um navio colidiu com a ponte Francis Scott Key, causando seu colapso. Um chamado de “socorro” do navio levou as autoridades a interromper rapidamente a entrada do tráfego na ponte e potencialmente salvou muitas vidas – mas isso é de pouco conforto para as famílias que perderam entes queridos. Esta tragédia fez com que alguns pensassem sobre o quão preparados estão para tal cenário de pesadelo. Como você pode escapar se seu carro ficar submerso?

Nas condições certas, os motoristas que permanecem calmos têm a chance de escapar de um carro submerso. Em 2013, uma mulher de 22 anos do condado de Calvert, Maryland, sobreviveu depois que seu carro saiu da lateral da ponte da baía de Chesapeake e caiu 27 pés na água.

Nossa equipe da By The Way reuniu algumas dicas úteis sobre esse assunto. As dicas são úteis para diversas situações de trânsito, seja mau tempo, inundações repentinas ou um acidente próximo a um corpo d'água.

Ouvi dizer que sua dieta pode afetar a frequência com que você libera gases e o cheiro deles. O que causa flatulência com mau cheiro? Qual é a quantidade normal de vento?

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O flato com mau cheiro é em grande parte uma função do que comemos e de como é processado pelo corpo e pelo microbioma. Por exemplo, um estudo de 1971 publicado na revista Gut mediu que aqueles que seguiam uma dieta rica em fibras contendo feijão produziam gases quase o dobro da taxa daqueles que seguiam uma dieta restrita em fibras – uma média de 49,4 mililitros por hora versus 26,7 mililitros por hora. . Para ser mais preciso.

Se você acha que você (ou um amigo querido) libera gases com mais frequência do que qualquer outra pessoa, saiba que fazemos isso em média 10 vezes por dia – mas até 20 vezes por dia estaria na faixa normal. Os cientistas notaram que excretamos gases a uma taxa semelhante, quer sejamos velhos ou jovens.

Para saber mais sobre essa função corporal muito normal, mas também embaraçosa, leia os conselhos da colunista do Ask a Doctor, Trisha S. Páscoa.

Aqui estão algumas coisas que nos trouxeram alegria esta semana.

  • Esta salada quente de brócolis e feijão pode transformar os céticos dos vegetais em fãs
  • Amante da natureza, 10 anos, faz um achado raro: um gafanhoto rosa
  • A nova apresentadora do 'Top Chef', Kristin Kish, pretende ter empatia com 'Tough Love'
  • Um caminhão foi roubado com seu gato dentro. Os vizinhos se mudaram para encontrá-lo.
  • Esta solução de US$ 20 melhorará seu banho e reduzirá sua conta de água

Quer saber mais sobre lanches “deliciosos”? Nosso colunista do Brain Matters. Richard Sima explica. SVocê também pode Leia esta história como uma história em quadrinhos.

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SpaceX adia lançamento de 22 satélites Starlink da Califórnia

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SpaceX adia lançamento de 22 satélites Starlink da Califórnia

A SpaceX redefiniu o lançamento de outro lote de seus satélites de internet Starlink até a noite de sexta-feira (29 de março).

Um foguete Falcon 9 transportando 22 espaçonaves Starlink estava programado para decolar da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia, na quinta-feira (28 de março), mas a empresa cancelou a tentativa antes de começar a abastecer o veículo. A SpaceX agora tem como meta uma chegada antes de sexta-feira às 22h30 EST (19h30 PST ou 02h30 GMT de 30 de março).

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Como as memórias são selecionadas para preservação?

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Como as memórias são selecionadas para preservação?

resumo: Os pesquisadores revelaram como o cérebro escolhe quais experiências cotidianas deseja transformar em memórias de longo prazo durante o sono, e identificaram “picos” no hipocampo como o mecanismo crucial. Este fenómeno sugere que eventos seguidos de picos agudos têm maior probabilidade de serem consolidados em memórias duradouras. A investigação revela que estas ondulações ocorrem durante os períodos de cessação da inactividade que se seguem às experiências sensoriais, e actuam como um sistema de sinalização natural para reiniciar e fortalecer certos padrões neurais durante o sono, facilitando assim a formação da memória.

Principais fatos:

  1. Ondulações agudas como marcadores de memória: Experiências seguidas de picos agudos no hipocampo têm maior probabilidade de se tornarem memórias de longo prazo.
  2. Pausa ociosa e reinicialização da memória: Essas ondulações ocorrem durante as pausas após as experiências de vigília, com os padrões marcados sendo reativados durante o sono.
  3. Possibilidade de melhorar a memória: A compreensão dos comprimentos de onda nítidos pode levar a futuros tratamentos ou dispositivos que possam melhorar a memória ou aliviar memórias traumáticas.

fonte: NYU Langone

Nas últimas décadas, os neurocientistas demonstraram a ideia de que algumas experiências cotidianas são transformadas pelo cérebro em memórias permanentes durante o sono naquela mesma noite.

Agora, um novo estudo sugere um mecanismo que determina quais memórias são classificadas como importantes o suficiente para permanecerem no cérebro para que o sono se torne permanente.

O estudo, conduzido por pesquisadores da Escola de Medicina Grossman da NYU, gira em torno de células cerebrais chamadas neurônios que “disparam” – ou causam flutuações no equilíbrio de suas cargas positivas e negativas – para transmitir sinais elétricos que codificam memórias.

Grandes grupos de neurônios em uma área do cérebro chamada hipocampo disparam juntos em ciclos rítmicos, criando sequências de sinais com intervalos de milissegundos entre si que podem codificar informações complexas.

Chamados de “picos agudos”, esses “gritos” direcionados ao resto do cérebro representam o disparo quase sincronizado de 15% dos neurônios do hipocampo, nomeados devido à forma que assumem quando sua atividade é captada por eletrodos e registrada em um dispositivo de gravação. . Gráfico.

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Embora estudos anteriores tenham ligado as ondulações à formação da memória durante o sono, o novo estudo foi publicado online na revista Ciências Em 28 de março, descobriu-se que eventos diurnos imediatamente seguidos por 5 a 20 picos agudos são repetidos com mais frequência durante o sono e depois consolidados em memórias duradouras. Eventos que foram seguidos por poucos ou nenhum pico agudo não conseguiram formar memórias duradouras.

“Nosso estudo descobre que os picos são o mecanismo fisiológico que o cérebro usa para decidir o que manter e o que descartar”, disse o autor sênior do estudo, Gyorgy Buzaki, MD, Ph.D., Ph.D., professor de neurociência no Departamento. de Neurociências da Biggs University. Neurociências e Fisiologia na NYU Langone Health.

Caminhe e pare

O novo estudo baseia-se num padrão bem conhecido: os mamíferos, incluindo os humanos, experimentam o mundo por alguns momentos, depois fazem uma pausa, depois experimentam um pouco mais e depois fazem uma nova pausa. Depois que prestamos atenção a alguma coisa, dizem os autores do estudo, a computação do cérebro muitas vezes muda para o modo de reavaliação “adormecido”. Essas pausas momentâneas ocorrem ao longo do dia, mas períodos mais longos de desaceleração ocorrem durante o sono.

Buzsaki e colegas demonstraram anteriormente que picos agudos não ocorrem enquanto exploramos ativamente informações sensoriais ou nos movemos, mas apenas durante pausas antes ou depois.

O presente estudo descobriu que os picos representam um mecanismo natural de marcação durante essas pausas após os testes de vigília, com padrões neurais marcados sendo reativados durante o sono pós-tarefa.

Mais importante ainda, sabe-se que pontas afiadas consistem em “células locais” no hipocampo disparando em uma ordem específica que codifica cada sala em que entramos e cada braço do labirinto em que o rato entra.

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Quanto às memórias lembradas, essas mesmas células disparam em alta velocidade enquanto dormimos, “repetindo o evento gravado milhares de vezes por noite”. Este processo fortalece os laços entre as células envolvidas.

Para o presente estudo, labirintos sucessivos realizados pelos ratos do estudo foram rastreados através de eletrodos por populações de células do hipocampo que mudam constantemente ao longo do tempo, apesar do registro de ensaios muito semelhantes. Isto revelou pela primeira vez um labirinto no qual as ondulações ocorrem durante a cessação da vigília e depois são restauradas durante o sono.

Os picos agudos eram normalmente registrados quando o rato fazia uma pausa para saborear uma guloseima açucarada após cada corrida no labirinto. Os autores dizem que o consumo de recompensas prepara o cérebro para mudar do modo exploratório para o sedentário, de modo que possam ocorrer picos acentuados.

Usando sondas de silicone de dupla face, a equipe de pesquisa conseguiu registrar até 500 neurônios simultaneamente no hipocampo dos animais enquanto eles corriam pelo labirinto. Isto, por sua vez, cria um desafio porque os dados se tornam muito complexos à medida que mais neurônios são registrados de forma independente.

Para obter uma compreensão intuitiva dos dados, visualizar a atividade neuronal e gerar hipóteses, a equipe conseguiu reduzir o número de dimensões nos dados, de certa forma como transformar uma imagem 3D em uma imagem plana, e sem perder a integridade do dados.

“Tiramos o mundo exterior da equação e analisamos os mecanismos pelos quais o cérebro dos mamíferos marca inata e subconscientemente algumas memórias como permanentes”, disse o primeiro autor Wan'an (Winnie) Yang, Ph.D., um estudante de pós-graduação. na Universidade Buzaki. laboratório.

“Por que tal sistema foi desenvolvido permanece um mistério, mas pesquisas futuras podem revelar dispositivos ou tratamentos que podem desligar picos agudos para melhorar a memória ou até mesmo reduzir a lembrança de eventos traumáticos.”

Junto com os Drs. Buzsacki e Yang, autores do estudo do Instituto de Neurociências da NYU Langone Health, são Roman Huzar e Thomas Haenmueller. Kirill Kiselev, do Centro de Neurociências da Universidade de Nova York, também foi autor, assim como Chen Sun, do MILA, o Instituto de Inteligência Artificial de Quebec, em Montreal.

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Financiamento: O trabalho foi apoiado pelas bolsas R01MH122391 e U19NS107616 dos Institutos Nacionais de Saúde.

Sobre esta notícia de pesquisa de memória

autor: Gregório Williams
fonte: NYU Langone
comunicação: Gregory Williams – NYU Langone
foto: Imagem creditada ao Neuroscience News

Pesquisa original: Acesso fechado.
Seleção de experiência para memória por ondas agudas no hipocampo“Por György Buzsáki et al. Ciências


um resumo

Seleção de experiência para memória por ondas agudas no hipocampo

Os experimentos devem ser marcados durante o aprendizado para maior consolidação. Contudo, os mecanismos neurofisiológicos que selecionam experiências para memória permanente são desconhecidos.

Ao combinar gravações neurais em larga escala em camundongos com técnicas de redução de dimensionalidade, observamos que sucessivas travessias de labirinto foram rastreadas por conjuntos de neurônios em constante movimento, fornecendo assinaturas neurais de locais visitados e eventos encontrados.

Quando o estado do cérebro mudou durante o consumo da recompensa, picos de ondas agudas (SPW-Rs) ocorreram em alguns testes, e seu conteúdo específico de pico decodificou os blocos de teste que os cercavam.

Durante o sono pós-teste, os SPW-Rs continuaram a reproduzir os blocos experimentais que foram reativados repetidamente enquanto o SPW-R estava acordado. Assim, a repetição do conteúdo dos SPW-Rs acordados pode fornecer um mecanismo de rotulagem neurofisiológica para selecionar aspectos da experiência que são mantidos e consolidados para uso futuro.

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