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Cacio E Pepe는 이탈리아에서 가장 인기있는 파스타 요리 중 하나이지만 (이탈리아어) 과학자조차도 종종 완벽한 크림 소스를 준비하지 못합니다. 과학 기술 연구소 (ISTA)의 물리학자인 Fabrizio Olmeda는 또한 무작위 시행과 오류가 충분하고 과학적으로 문제에 접근 할 때까지 이것에 어려움을 겪었습니다. Dresden, Padua University 및 Barcelona University의 Max Planck Institute의 동료들 (모든 이탈리아어)과 함께 그는 완벽한 소스의 비밀을 밝히기 시작하여 매번 올바른 소스를 펼쳤습니다.

미국 보스턴에서 목요일 저녁, 팀은 획기적이고 맛있는 통찰력으로 IG Physics Nobel 상을 받았습니다. 상은 사람들을 웃게 만들고 생각하게 만드는 놀라운 연구 성과를 존중합니다. 그것은 과학, 의학 및 기술에 매혹을 불러 일으키기 위해 특이하고 상상력이 풍부한 것을 축하합니다.

“나를 매료시키는 현상 조사”

ISTA Postdoc Fabrizio Olmeda는 복잡한 시스템 분야에서 그의 연구 분야에서 통계 물리학을 그의 연구 분야로 선택했기 때문에 이론적 물리학을 생물학에서 사회학에 이르기까지 광범위한 분야에 적용 할 수있었습니다. 새로 수여 된 IG 노벨상 수상자는“저의 동기는 항상 저의 전문 분야 밖에 있어도 저를 매료시키는 현상을 조사하는 것입니다. “전문화가 증가 함에도 불구하고, 나는 평상시의 연구 분야에서도 특이한 것을 탐구하는 데 시간이 걸리는 것이 도움이 될 수 있다고 생각합니다.이상은이 아이디어를 반영한다고 생각합니다. ‘첫 번째 웃음,’사람들이 과학에 관심을 갖도록 영감을 줄 수 있기 때문입니다.”

Ista의 회장 인 Martin Hetzer는 다음과 같이 강조합니다. “멘토가 한 번 나에게 말했습니다. 당신이 재미 있다면, 당신은 올바르게하고 있습니다. IG 노벨상은 처음 에이 신조에 대한 훌륭한 찬사입니다. 처음에는 완벽한 caio e pepe 파스타를 준비하는 방법에 대한 의문은 재미있게 들릴 수 있습니다. 그러나 진정한 호기심을 불러 일으키고, 우리의 세계를 개선하고, 그리고 재미 있고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 그리고, 우리의 세계를 개선하고, 그리고 우리의 세계를 개선하고, 그리고 우리의 세계를 개선하고, 그리고 우리의 세계를 개선하고, 그리고 우리의 세계를 개선하고, 우리의 세계를 개선하고, 우리의 세상을 개선하고, 우리의 세계를 모아서 인내하며, 그리고 우리의 세계를 하나로 모았습니다. – 혁신으로 대규모 또는 공장에서 소규모로. “

실험실에서 무엇을 끓이고 있습니까? 맛있는 연구를위한 레시피

그리고 그것은 Scientific Journal에 출판 된 동료 검토 연구의 본질입니다. 체액의 물리학 그리고 이제는 상을 수상했습니다. 단순히 Pecorino Cheese, Pasta Water, Pepper 및 Pasta와 같은 일반적인 재료를 혼합하면 종종 울퉁불퉁 한 모짜렐라 같은 소스가 발생합니다. 왜? 파스타 물의 전분은 소스를 유화시키고 안정화시키는 데 도움이되지만 그 자체로는 거의 충분하지 않습니다. 온도가 섭씨 65도 이상 상승하면 치즈 단백질은 변성과 덩어리로 혼합물이 분해됩니다.

연구원들은 완벽한 소스의 열쇠가 적당한 양의 전분이라는 것을 발견했습니다. 물이 맑아지고 두껍게 될 때까지 전분 분말 (치즈 덩어리의 2-3%)을 물에 저어줍니다. 이제이 젤을 저온에서 치즈와 섞어 전분이 단백질과 결합하여 덩어리를 방지하십시오. 그런 다음 평소와 같이 후추로 간을하십시오. 파스타를 팬에 소스와 섞고 필요한 경우 올바른 일관성을 달성하기 위해 작은 파스타 물을 넣으십시오.

재료:

• 4 g 전분 (감자 또는 옥수수 전분)
• 40 ml 물 (전분을 혼합하려면)
• 160 g 로마 페코 리노
• 240 g 파스타 (이상적으로 통가 렐리)
• 파스타 요리 물
• 후추와 소금 (맛)

또한 Vista Science Experience Center에서

완벽한 파스타에 대한 연구 질문은 약 80 개국의 뛰어난 과학자들에 의해 Klosterneuburg의 ISTA에서 계속 추구 한 수많은 질문과 주제 중 하나 일뿐입니다. 방문객들은 곧 Vista Science Experience Center에서 현재 수상 경력에 빛나는 파스타 연구를 포함하여 이러한 주제의 선택에 대해 곧 배울 수 있습니다. 센터는 2025 년 10 월 3 일부터 5 일까지 축제와 함께 ISTA 캠퍼스의 중심부에 문을 열 것입니다. 입장료는 무료입니다.

가스와 먼지 구름이 합쳐지기 시작하면 태양계가 형성됩니다. 중력은이 요소들을 함께 끌어 당겨서 우리의 태양처럼 중앙 별을 형성하며, 재료의 평평한 디스크로 둘러싸여 있습니다. 우리의 지상 행성 (수은, 금성, 지구 및 화성)은 늦은 영향이 비판적인 기여를했을 때 더 큰 행성 및 결국 프로토 플라 넷으로 축적되거나 축적 된 작은 바위 물체로 형성되었습니다. 지구는 아마도 첫 번째 고형물이 통합되기 시작한 후 약 6 억 6 천만 년 이내에 최종 질량의 약 99%에 도달 한 마지막 지상 행성이었을 것입니다.

콜로라도 주 볼더에있는 SWRI의 태양계 과학 및 탐사 부서의 논문의 주요 저자 인 Simone Marchi 박사는“우리는 지구와 다른 지상 행성의 장기 진화를 통제하는 데있어 불균형 한 역할의 후기 역할을 조사했다”고 말했다. “행성의 늦은 accretions의 차이는 고유 한 속성을 해석하기위한 이론적 근거를 제공 할 수 있습니다. 우리는 대규모 충격 시뮬레이션을 사용하여 내부, 지각 및 대기 진화의 결과를 이해하고 늦은 부속의 역사를 제한하는 발전을 만들었습니다.”

최근 운석과 지상 암석에서 나온 지구 화학적 데이터는 행성의 형성을 더 잘 이해하게되었습니다. 이러한 발전, 충돌 및 다양한 결과는 지상 행성의 장기 진화에 영향을 미치는 중요한 과정으로 나타났습니다. 예를 들어, 비너스, 대기 조성 및 금성 및 지구의 물은 늦은 accretion과 관련이있는 것으로 보입니다. 화성의 표면 가변성과 수은의 높은 금속 대 실수 질량 비율은 또한 큰 영향과 관련이 있습니다.

Marchi는“영향력이 지구와 같은 거주 가능한 외계 행성을 찾는 데 중요한 역사를 수행해야한다”고 말했다. “바위 행성의 거주 성은 판 구조론과 맨틀 아웃가스에 묶인 대기의 특성에 달려 있습니다. 지구의 쌍둥이 검색은 비슷한 벌크 특성 (질량, 반경 및 거주 구역 위치)을 가진 바위 같은 행성에 초점을 맞출 수 있습니다.”

모델은 영향의 총 수와 이력에 대한 통찰력을 제공하지만 지질 활동은 몇 가지 증거를 모호하게 할 수 있습니다. 과학계는 음력, 추가 관찰 및 동적 모델을 사용하여 바위 행성의 폭격 이력을 더 잘 이해하고 “제한”합니다.

Marchi는 “Impactor의 재료의 운명은 대상 신체의 물리적 및 화학적 진화를 이해하는 데 중요하다”고 말했다. “우리는 행성 물체의 맨틀과 빵 껍질에 금속에 대한 친화력이있는 특정 요소의 풍부함을 평가하여 핵심, 맨틀 및 빵 껍질의 형성으로 이어진 타이밍과 프로세스를 이해합니다.”

충격은 또한 지상 행성의 대기를 심오한 방식으로 수정하며, 특히 물과 탄소와 같은 휘발성 요소의 풍부함에 쉽게 기화되는 데 영향을 미칩니다. 충돌은 기존의 대기를 날려 버릴 수 있거나 반대로, 휘발성이 풍부한 충격기는 이러한 구성 요소를 행성의 표면과 대기로 전달할 수 있습니다. 휘발성 물질의 풍부함은 지상 행성의 형성, 진화 및 거주성에 대한 통찰력을 제공합니다.

Marchi는“이러한 과정은 거의 확실하게 초기 지구의 프리 바이오 틱 화학에서 중요한 역할을했지만 삶의 기원에 대한 그들의 영향은 미스터리로 남아있다”고 말했다.

• 바다 연구원들은 특정 염 화합물이 양모 및 깃털과 같은 단백질 폐기물을 분해하는 화학 메커니즘을 발견했습니다.
• 이 발견은 더 부드럽고 지속 가능한 단백질 재활용 과정을 가능하게합니다.

섬유 및 육류 처리 산업은 깃털, 양모 및 머리카락의 형태로 매년 수십억 톤의 폐기물을 생산하며,이 모든 것은 모발, 피부 및 손톱에서 발견되는 강하고 섬유질 단백질 인 각질이 풍부합니다.

상처 드레싱에서 친환경 섬유, 건강 추출물에 이르기까지 모든 동물 폐기물을 유용한 제품으로 바꾸는 것은 환경과 새롭고 지속 가능한 산업의 혜택이 될 것입니다. 그러나 단백질을 업 사이클링하는 단백질은 도전적입니다. 성분 부품으로 단백질을 분해하거나 탈퇴하는 것은 일반적으로 대형 오염 시설에서 부식성 화학 물질이 필요하므로 비용 효율적인 프로토콜을 도달하지 못합니다.

하버드 존 에이 폴슨 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS)의 연구원들은 특정 염 화합물의 존재 하에서 케라틴 탈출과 같은 단백질과 같은 단백질과 같은 주요 기본 화학을 발견했다.

바다의 생체 공학 및 응용 물리학의 Tarr 가족 교수 인 Kit Parker가 이끄는 한 팀은 실험 및 분자 시뮬레이션을 결합하여 단백질이 전개되는 화학 메커니즘을 더 잘 비추기 위해 분자 시뮬레이션을 이끌었습니다. 그들은 케라틴을 분해하는 것으로 알려진 소금 화합물 인 농축 리튬 브로마이드의 용액이 단백질 분자와 완전히 예상치 못한 방식으로 상호 작용한다는 것을 보여 주었다. 기존의 지혜와 마찬가지로 단백질에 직접 결합하는 것이 아니라, 주변 물 분자의 구조를 변화시켜 경선 단백질 전염에 더 유리한 설정을 만들어내는 것으로 나타났습니다.

이 통찰력을 통해 연구원들은 더 부드럽고 지속 가능한 케라틴 추출 공정을 설계하여 단백질을 용액에서 쉽게 분리하여 거친 화학 물질없이 분리 할 수있었습니다. 이 과정은 또한 동일한 염 혼합물로 역전되어 리튬 브로마이드 변성제의 회복 및 재사용을 가능하게 할 수 있습니다.

연구는 발표되었습니다 자연 커뮤니케이션 또한 종이 블로그 게시물 뒤에도 실 렸습니다.

케라틴 생체 물질에서 영감을 얻었습니다

Parker 그룹에서 일하는 화학 대학원생 인 Yichong Wang 은이 연구가 생체 의학 응용을위한 형상 기억을 가진 케라틴 생체 물질 개발에 대한 실험실의 오랜 관심을 기반으로한다고 말했다. 그들은 리튬 브로마이드 용매로부터 추출 된 케라틴이 주변 용액과 쉽게 분리되어 물에 다시 놓일 때 거의 즉시 굳어지는 두껍고 형성 가능한 겔을 형성 할 수 있음을 이전에 관찰했다. 유용하지만 그들은 행동을 이상하게 발견했고, 그것을 더 잘 이해하고 싶었습니다.

왕은“우리는 현재의 기계적 이해가 어떻게 작동하는지에 대한 현재의 기계적인 이해와 우리가보고있는 것들 사이에 차이가있을 것이라고 생각했다. “그때 우리는이 현상을 더 잘 설명함으로써 추출 절차를 최적화 할 수 있는지 확인하기 위해 메커니즘 자체에 관심을 갖게되었습니다.”

분자 역학은 주변 물의 변화를 보여줍니다

더 깊이 파고 들기 위해, 팀은 화학 및 화학 생물학과에있는 Eugene Shakhnovich 교수의 실험실로 향했다. 공동 저자 Junlang Liu가 이끄는 분자 역학 시뮬레이션은 리튬 브로마이드가 단백질에 전혀 작용하는 것이 아니라 오히려 주변의 물에서 작용하고 있음을 알 수있었습니다.

리튬 브로마이드 이온은 물 분자가 두 가지 다른 집단, 즉 정상적인 물과 ​​소금 이온에 갇히게되는 물 분자로 전환되는 것으로 밝혀졌습니다. 정상적인 수량이 감소함에 따라, 다른 탈취 방법과 같이 직접 찢어지는 대신 환경의 열역학적 이동으로 인해 단백질이 전개되기 시작합니다. 왕은“물을 물처럼 덜 만들면 단백질이 스스로 전개 될 수있다. 그들은 피브로넥틴과 같은 더 간단한 단백질을 시험하여 유사한 결과를 가졌다.

기존의 것보다 에너지 집약이 ​​적고 오염이 적은 단백질 추출 방법을 더 잘 이해하고 설계하면 단백질 업 산업에 잠재적 인 길을 열어줍니다. Parker Lab에서, Keratin을 조직 공학의 기질로 사용하는 것은 주요 연구 추력입니다. 그러한 제품을 추출하고 재사용 할 수있는 신뢰할 수 있고 지속 가능한 방법이 있으면 노력을 강화할 수 있습니다.

또한,이 과정은 완전히 새로운 생체 ​​물질 산업의 길을 마련하여 모발이나 닭 깃털과 같은 대규모 폐기물 스트림을 저비용 재활용 재료로, 예를 들어 전통적인 플라스틱의 대안으로 바꿀 수 있습니다.

이 연구는 Harvard University Materials Research Science and Engineering Center (DMR-2011764)를 통한 국립 보건원 (R35GM139571 및 R01EY030444) 및 국립 과학 재단을 포함하여 많은 연방 지원의 원천이있었습니다. 다른 자금은 홍콩 SAR 정부의 일부인 혁신 및 기술위원회의 Health@innohk 프로그램에서 나왔습니다. NTT Research, Inc.의 의료 및 건강 정보 실험실.

결장 직장암은 종종 치료 옵션이 제한 될 때 진행된 단계에서 진단됩니다. 이것은 특히 청년들 사이에서 여전히 설명 할 수없는 상승에 직면 할 때 더 간단하고 덜 침습적 인 진단 도구의 필요성을 강조합니다. 장내 미생물 총은 결장 직장암의 발병에 중요한 역할을하는 것으로 오랫동안 알려져 왔지만, 이러한 발견을 임상 실습으로 번역하는 것은 어려운 일이었다. 이것은 동일한 박테리아 종의 다른 균주가 반대 효과를 가질 수 있고, 일부는 질병을 촉진하고 다른 사람들은 영향을 미치지 않기 때문입니다.

“모든 의미있는 차이 또는 다른 개인마다 크게 다른 박테리아 균주를 포착하지 않는 미생물 총을 구성하는 다양한 종의 분석에 의존하는 대신, 미생물의 중간 수준, 아종, 하위 세포에 초점을 맞추 었습니다.” 이 연구를 이끌었던 약. “아종 분해능은 구체적이며 박테리아 기능의 차이를 포착하고 암을 포함한 질병에 기여하는 반면, 개인, 인구 또는 국가의 여러 그룹 간의 이러한 변화를 감지 할 수있을 정도로 일반적인 상태를 유지할 수 있습니다.”

기계 학습의 도움으로

첫 번째 단계는 막대한 양의 데이터를 분석하는 것이 었습니다. Mirko Trajkovski의 실험실 이자이 연구의 첫 번째 저자 인 Matija Trickovic 박사 학위 Matija Trickovic은“생물 정보 학자로서 대량 데이터 분석을위한 혁신적인 접근법을 제시하는 것이 었습니다. “우리는 인간 장내 미생물 총 아종의 최초의 포괄적 인 카탈로그를 성공적으로 개발했으며, 연구와 클리닉에서 그것을 사용하는 정확하고 효율적인 방법을 성공적으로 개발했습니다.”

이 카탈로그를 기존 임상 데이터와 결합함으로써 과학자들은 대변 샘플에 존재하는 박테리아에 기초하여 결장 직장암의 존재를 예측할 수있는 모델을 개발했습니다. Matija Trickovic은 “우리는 전략에 대해 확신을 가지고 있었지만 결과는 눈에 띄었다”고 말했다. “우리의 방법은 암 사례의 90%를 감지했으며, 결과는 대장 내시경 검사에 의해 달성 된 94% 탐지 속도에 매우 가깝고 모든 현재의 비 침습적 탐지 방법보다 우수합니다.”

더 많은 임상 데이터를 통합 함으로써이 모델은 더욱 정확 해지고 대장 내시경 검사의 정확성과 일치 할 수 있습니다. 일상적인 선별 도구가되어 결장 직장암의 조기 발견을 촉진 할 수 있으며, 이는 대장 내시경 검사에 의해 확인 될 수 있지만 선택된 환자 그룹에서만 확인됩니다.

새로운 응용 분야

첫 번째 임상 시험은 제네바 대학 병원 (HUG)과 협력하여 검출 할 수있는 암 단계와 병변을보다 정확하게 결정합니다. 그러나 응용은 결장 직장암을 넘어선 것입니다. 동일한 박테리아 종의 아종 간의 차이를 연구함으로써, 연구원들은 이제 장 미생물 총이 인간 건강에 영향을 미치는 작용 메커니즘을 식별 할 수 있습니다. Mirko Trajkovski는“동일한 방법은 곧 단일 미생물 총 분석을 기반으로 광범위한 질병에 대한 비 침습성 진단 도구를 개발하는 데 사용될 수있다.

기어는 시계와 자동차에서 로봇 및 풍력 터빈에 이르기까지 어디에나 있습니다. 30 년 이상, 연구원들은 마이크로 엔진을 건설하기 위해 더 작은 기어를 만들려고 노력해 왔습니다. 그러나 진전은 0.1 밀리미터로 정체되었으며, 더 작은 이동에 필요한 드라이브 트레인을 건설 할 수 없었기 때문에 진행되었습니다.

고겐 부르크 대학교 (Gothenburg University)의 연구원들은 이제 전통적인 기계식 드라이브 트레인을 버리고 레이저 라이트를 사용하여 기어를 직접 움직임 으로써이 장벽을 깨뜨 렸습니다.

조명으로 구동되는 기어

새로운 연구에서 연구원들은 미세한 기계가 나노 스케일의 빛을 포착하고 제어 할 수있는 작은 패턴 구조 인 광학 메타 물질에 의해 구동 될 수 있음을 보여줍니다. 전통적인 리소그래피를 사용하여 광학 메타 물질이있는 기어는 마이크로 칩에 직접 실리콘으로 제조되며 기어는 직경의 직경이 수십 마이크로 미터입니다. 메타 물질에 레이저를 비추면서 연구원들은 기어 휠을 스핀으로 만들 수 있습니다. 레이저 조명의 강도는 속도를 제어하며 빛의 편광을 변경하여 기어 휠의 방향을 변경할 수도 있습니다.

따라서 연구원들은 마이크로 모터를 만드는 데 가깝습니다.

새로운 사고 방식

“우리는 조명 구동 기어가 전체 체인을 움직이는 기어 트레인을 만들었습니다. 기어는 회전을 선형 움직임으로 변환하고, 정기적 인 움직임을 수행하며, 미세한 미러를 제어하여 빛을 편향시킬 수 있습니다.

이러한 기계를 칩에 직접 통합하여 빛으로 운전하는 기능은 완전히 새로운 가능성을 열어줍니다. 레이저 라이트는 기계와의 고정 접촉이 필요하지 않으며 제어하기 쉽기 때문에 마이크로 모터를 복잡한 마이크로 시스템으로 확장 할 수 있습니다.

Gan Wang은“이것은 마이크로 스케일의 역학에 대한 근본적으로 새로운 사고 방식입니다. 부피가 큰 커플 링을 빛으로 대체함으로써 마침내 크기 장벽을 극복 할 수 있습니다.

셀 크기

이러한 발전으로 연구자들은 빛을 제어하고 작은 입자를 조작하거나 미래의 실험실 온 칩 시스템에 통합 될 수있는 마이크로 및 나노 머신을 상상하기 시작했습니다. 기어 휠은 16-20 마이크로 미터의 작을 수 있으며 그 크기의 인간 세포가 있습니다. 의학은 손이 닿는 분야이며 간 왕은 믿고 있습니다.

“예를 들어 다양한 흐름을 조절하기 위해 새로운 마이크로 모터를 인체 내부의 펌프로 사용할 수 있습니다. 또한 개방되고 가까운 밸브 역할을하는 방법을 찾고 있습니다.”

침례는 수세기 동안 많은 종교에서 초석 의식 이었지만 인권과 개인의 자율성에 대한 중요한 질문도 제기합니다. 우리가 알다시피, Raelian 운동은 독특한 관점을 제공하여 어린이들이 영적 길을 선택할 수있는 권리와 유아 침례와 같은 전통적인 관행에 도전하는 독특한 관점을 제공합니다. 나는이 관점을 탐구함으로써, 우리는 너무 어려서 동의하기에는 종교적 제휴를 부과하는 윤리적 의미를 더 잘 평가할 수 있다고 생각합니다.

Raelian 운동의 창시자 인 Rael은 종교적 문제에서 개인적인 선택의 중요성을 강조합니다.

“아기 나 심지어 아이들에게는 종교가 부과되어서는 안됩니다! 나는 Raelian이되기 위해 최소한 15 세가되어서 짧은 시험을 통과해야한다는 것을 상기시켜주고, 그것이 당신의 선택이며 부모가 당신을 강요하지 않는다는 것을 증명하고 짧은 시험을 통과해야합니다. 메시지는 아이들에게 모든 종교를 포함하여 (무신론을 포함하여)를 가르치는 것이 좋습니다.