ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับอาการบาดเจ็บที่สมองเกิดขึ้นได้อย่างไรจากการศึกษาง่ายๆ ว่าไข่แดงมีรูปร่างผิดปกติอย่างไรเมื่อใช้แรงหมุนรอบเปลือกนอก การทดลองทำโดย Ji Lang, Rungun Nathan และQianhong Wuที่มหาวิทยาลัยวิลลาโนวาในสหรัฐอเมริกา ซึ่งสรุปว่าอาการบาดเจ็บที่สมองมีแนวโน้มที่จะเป็นผลมาจากการหมุนที่กะโหลกศีรษะมากกว่าผลกระทบจากการแปลโดยตรง
งานของพวกเขาให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับพฤติกรรม
ของสสารอ่อน และอาจนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าอาการบาดเจ็บจากการเล่นกีฬาบางอย่างเกิดขึ้นได้อย่างไร ในสิ่งมีชีวิต เป็นเรื่องปกติที่จะพบสสารอ่อนที่เปลี่ยนรูปได้สูงซึ่งถูกแช่ในของเหลวและปิดล้อมในภาชนะแข็ง ตัวอย่างที่คุ้นเคยคือสมองของมนุษย์ซึ่งล้อมรอบด้วยชั้นบาง ๆ ของน้ำไขสันหลังและหุ้มด้วยกระโหลกศีรษะแข็ง ในปัจจุบัน เป็นที่เชื่อกันอย่างกว้างขวางว่าผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลและการหมุนอย่างกะทันหันบนกะโหลกศีรษะจะทำให้สมองอ่อนผิดรูปชั่วคราว ซึ่งอาจก่อให้เกิดการบาดเจ็บสาหัสเนื่องจากโครงข่ายเซลล์ประสาทที่สลับซับซ้อนถูกรบกวน เพื่อศึกษาผลกระทบเหล่านี้ในรายละเอียดเพิ่มเติม ทีมของ Wu ใช้ประโยชน์จากความคล้ายคลึงกันระหว่างสมองกับระบบที่ง่ายกว่า นั่นคือ ไข่แดงที่อ่อนนุ่มล้อมรอบด้วยของเหลวสีขาวและหุ้มด้วยเปลือกไข่ที่แข็ง
การศึกษาในอดีตได้สำรวจว่าสสารอ่อนเปลี่ยนรูปอย่างไรเพื่อตอบสนองต่อแรงเฉือนและการหมุนรอบตัวที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในของเหลวโดยรอบ Wu และเพื่อนร่วมงานขยายงานวิจัยนี้โดยพิจารณาว่าไข่แดงมีรูปร่างผิดปกติอย่างไรในระหว่างการแปลผลและการหมุนรอบเปลือกนอกโดยไม่ทำลาย ในการทำเช่นนี้ พวกเขาได้คิดค้นการทดลองง่ายๆ เกี่ยวกับอุปกรณ์ในครัวที่กวนไข่ในเปลือกของมัน วิธีนี้ทำให้ทีมสามารถให้ไข่แดงไหลไปตามแรงเฉือนและการหมุนวนที่หลากหลาย และนึกภาพการเสียรูปเมื่อเวลาผ่านไป
การขยายไข่แดงภาพเผยให้เห็นว่าไข่แดงมีรูปร่างผิดปกติ
เพียงเล็กน้อยในการตอบสนองต่อผลกระทบของการแปล แต่มีความไวสูงต่อผลกระทบของการหมุน – โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องกับการชะลอตัว ในกรณีนี้ นักวิจัยได้พิจารณาแล้วว่าแรงดันของเหลวภายนอกไข่แดงในขั้นต้นจะมีขนาดใหญ่กว่าแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางของของเหลวที่ห่อหุ้มด้วยเยื่อบางๆ ของมัน ซึ่งนำไปสู่การกดทับที่ศูนย์กลางของไข่แดง อย่างไรก็ตาม หากการหมุนของเปลือกนอกหยุดกะทันหัน แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางเหล่านี้จะมากกว่าแรงดันภายนอกมาก ซึ่งหมายความว่าไข่แดงจะไม่คงรูปร่างอีกต่อไป และจะขยายไปสู่ของเหลวโดยรอบ
วัสดุหมวกกันน็อคแบบใหม่สามารถป้องกันการกระเด็นได้ ผลลัพธ์ของทีมนำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ว่าทำไมอาการบาดเจ็บที่สมองจึงมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นหลังการกระแทกบางประเภท โดยเฉพาะในกีฬา ในที่นี้ การชะลอความเร็วอย่างรวดเร็วอาจเกิดขึ้นได้ในสถานการณ์ต่างๆ ตั้งแต่อัปเปอร์คัตของนักมวยไปจนถึงคาง ไปจนถึงการกระทบกับหมวกนิรภัยที่มีรูปร่างไม่ปกติ เช่นเดียวกับที่ใช้ในฮ็อกกี้น้ำแข็ง การวิจัยยังอาจแจ้งการศึกษาในอนาคตของสารอ่อนที่หุ้มด้วยเมมเบรน ซึ่งรวมถึงเซลล์เม็ดเลือดแดงและหยดปั่น
อนุภาคนาโนมีข้อเสียบางประการ ที่เส้นผ่านศูนย์กลาง 25 นาโนเมตร พวกมันจะมีขนาดใหญ่กว่าฟลูออโรฟอร์อินทรีย์ที่ใช้เป็นประจำในการตรวจวัดทางชีวภาพ พื้นผิวของพวกมันยังต้องถูกทำให้ทำงานได้ (นั่นคือ จำเป็นต้องมีกลุ่มเคมีบางกลุ่มที่รวมเข้าด้วยกันเพื่อส่งเสริมปฏิกิริยาที่ต้องการ) ก่อนที่พวกมันจะสามารถรับรู้โมเลกุลทางชีววิทยาจำเพาะได้ ข้อเสียเปรียบอีกประการหนึ่งคืออนุภาคนาโนปล่อยแสงเพียงสีเดียว และกระบวนการหิมะถล่มนั้นใช้เวลาค่อนข้างนาน (ตั้งแต่สิบถึงหลายร้อยมิลลิวินาที) อย่างไรก็ตาม Schuck และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่า เช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่อื่นๆ การเพิ่มประสิทธิภาพเพิ่มเติมนั้นเป็นไปได้ และข้อเสียบางประการเหล่านี้อาจแก้ไขได้ในการทำงานในภายหลัง
การแปลงอนุภาคนาโนที่เพิ่มขึ้นช่วยให้หนูมองเห็นในอินฟราเรด
สำหรับตอนนี้ นักวิจัยกำลังมุ่งเน้นไปที่วิธีการใช้พฤติกรรมที่ไม่เป็นเชิงเส้นที่พวกเขาได้สังเกตเห็นสำหรับการรับรู้ทางชีววิทยาและสิ่งแวดล้อม ตัวอย่างเช่น เพื่อตรวจหาเชื้อโรค เช่น ไวรัส แบคทีเรีย และเชื้อราในของเหลวชีวภาพ เลือด หรือเนื้อเยื่อ การใช้งานอื่นๆ ที่เป็นไปได้อาจรวมถึงการตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความดัน และความชื้น
Bednarkiewicz กล่าวเสริมว่าอนุภาคนาโนที่ถล่มด้วยโฟตอนอาจพบการใช้งานที่กว้างขึ้นในพื้นที่ตั้งแต่การตรวจจับโฟตอนอินฟราเรดช่วงกลางและนาโนเลเซอร์ไปจนถึงการคำนวณ neuromorphic เชิงแสงและออปโตเจเนติกส์ “การศึกษาในปัจจุบันและในอดีตของเราจะเป็นที่สนใจของชุมชนเรืองแสงทางวิทยาศาสตร์อย่างแน่นอน เนื่องจากได้กำหนดแนวคิดพื้นฐานและข้อกำหนดใหม่สำหรับการบรรลุโฟตอนหิมะถล่มในระดับนาโน” เขากล่าว
อุปกรณ์ใหม่ที่ผลิตอิเล็กตรอนคู่ที่พันกันโดยการใช้ความร้อนได้รับการเปิดเผยโดยทีมนักวิจัยนานาชาติที่นำโดยPertti Hakonenที่มหาวิทยาลัย Aalto ในฟินแลนด์ อุปกรณ์นี้ทำงานโดยแยกอิเล็กตรอนคูเปอร์ในตัวนำยิ่งยวด แล้วรวบรวมอิเล็กตรอนที่พันกัน ความสามารถในการสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่พันกันและปรับได้นี้อาจเป็นขั้นตอนสำคัญในการสร้างเทคโนโลยีควอนตัมที่ใช้อิเล็กตรอนและการประยุกต์ใช้การวิจัย
การพัวพันเป็นปรากฏการณ์ทางกลควอนตัมล้วนๆ ที่ทำให้อนุภาคตั้งแต่สองตัวขึ้นไป เช่น อิเล็กตรอน มีความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดกว่าที่ฟิสิกส์คลาสสิกคาดการณ์ไว้ เมื่อพิจารณาถึงผลที่แปลกใหม่ของฟิสิกส์ควอนตัม ตอนนี้การพัวพันมีการใช้งานที่ใช้งานได้จริงในการคำนวณควอนตัมและการตรวจจับควอนตัม เป็นผลให้นักฟิสิกส์มีความกระตือรือร้นในการพัฒนาวิธีการใหม่ ๆ ที่ดีขึ้นในการสร้างอนุภาคที่พันกัน
การไล่ระดับอุณหภูมิเมื่อใช้การไล่ระดับอุณหภูมิบนวัสดุนำไฟฟ้า อิเล็กตรอนของมันจะกระจายจากด้านที่ร้อนไปยังด้านที่เย็น ทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้า ปรากฏการณ์นี้รู้จักกันในชื่อ Seebeck effect อย่างกว้างขวางในเทคโนโลยีสมัยใหม่ รวมถึงเครื่องกำเนิดพลังงานความร้อนและเซ็นเซอร์อุณหภูมิ
คู่คูเปอร์ประกอบด้วยอิเล็กตรอนที่พันกันสองตัวที่ผูกเข้าด้วยกันภายในตัวนำยิ่งยวด เนื่องจากคูเปอร์เป็นโบซอนจึงสามารถควบแน่นที่อุณหภูมิต่ำมากและไหลได้โดยไม่มีความต้านทานไฟฟ้า อันตรกิริยาที่จับกับอิเล็กตรอนนั้นอยู่ในระยะไกล ดังนั้นอิเล็กตรอนในคู่คูเปอร์จึงไม่จำเป็นต้องอยู่ใกล้กันมาก
ในการศึกษาของพวกเขา ทีมงานของ Hakonen ได้สร้างส่วนเล็กๆ ของตัวนำยิ่งยวดอะลูมิเนียมที่ประกบระหว่างอิเล็กโทรดกราฟีนขนาดเล็กสองอันที่ทำหน้าที่เป็นจุดควอนตัม ซึ่งเป็นสารกึ่งตัวนำที่มีลักษณะเหมือนอะตอมเทียมที่มีระดับพลังงานอิเล็กตรอนที่สามารถปรับแยกกันได้
Credit : serailmaktabi.com shikajosyu.com signalhillhikerphotography.com socceratleticomadridstore.com soccerjerseysshops.com
