นักฟิสิกส์ในรัสเซียและสวิตเซอร์แลนด์ได้สร้างหวีความถี่แสงที่เล็กที่สุดจนถึงปัจจุบัน โดยติดตั้งอุปกรณ์ทั้งหมดให้มีขนาดเพียง 1 ซม.³ การวิจัยของพวกเขาเป็นก้าวสำคัญสู่ไมโครคอมบ์ราคาถูกและผลิตง่าย ซึ่งเหมาะสำหรับการใช้งานต่างๆ รวมถึงการประมวลผลข้อมูลและโทรคมนาคม หวีความถี่แสงคือเลเซอร์ที่สร้างสเปกตรัมของเส้นความถี่ที่ไม่ต่อเนื่องและมีระยะห่างเท่ากัน ซึ่งคล้ายกับฟันในหวี
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พวกเขา
มีบทบาทสำคัญในมาตรวิทยา สเปกโทรสโกปี และการสื่อสารวิธีหนึ่งที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในการสร้างสเปกตรัมที่เป็นเอกลักษณ์ของหวีคือการจับคู่เลเซอร์คลื่นแบบต่อเนื่องกับท่อนำคลื่นไมโครเรโซเนเตอร์ ไมโครเรโซเนเตอร์เหล่านี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตสิ่งที่เรียกว่า “สถานะเคอร์โซลิตันที่กระจายตัว” ซึ่งเป็นคลื่นที่คงรูปร่างไว้ขณะเดินทาง อย่างไรก็ตาม วิธีนี้ยังคงมีอัตราการสูญเสียที่สูง ทำให้ความต้องการพลังงานของอุปกรณ์เพิ่มขึ้น ซึ่งหมายความว่าเลเซอร์ขับเคลื่อนมีขนาดใหญ่และมีราคาแพง ทำให้หวีความถี่แบบพกพาราคาประหยัดไม่สามารถทำได้
ลดการสูญเสียตอนนี้ ทีมงานที่นำโดยTobias KippenbergจากSwiss Federal Institute of Technology Lausanneได้ค้นพบวิธีแก้ไขปัญหานี้ ทีมงานใช้กระบวนการตกตะกอนที่มีความซับซ้อนสูงเพื่อสร้างไมโครเรโซเนเตอร์ซิลิคอนไนไตรด์ที่มีการสูญเสียต่ำมาก จากนั้นจึงรวมไมโครเรโซเนเตอร์เข้ากับไดโอดเลเซอร์อินเดียมฟอสไฟด์แบบชิป ซึ่งเป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่มีจำหน่ายทั่วไปในเชิงพาณิชย์การกระเจิงที่แท้จริงจากท่อนำคลื่นไมโครเรโซเนเตอร์จะสะท้อนแสงเลเซอร์ส่วนเล็กๆ กลับไปยังเลเซอร์ ข้อเสนอแนะนี้ช่วยให้เลเซอร์มีความเสถียร โดยไม่จำเป็นต้องใช้กลไกการปรับแต่งบนชิปขนาดใหญ่ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องทำความร้อน
ด้วยพื้นที่ 1 ซม. หวีความถี่ของทีมจึงมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยมีมา ทำให้สามารถรวมเข้ากับชิปตัวเดียวและควบคุมด้วยไฟฟ้า ส่วนใหญ่เป็นไปได้เนื่องจากการสูญเสียทางแสงที่เกิดจากท่อนำคลื่นซิลิกอนไนไตรด์ในตัวของอุปกรณ์นั้นต่ำอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน หมายความว่าเกณฑ์พลังงานต่ำพอที่จะกระตุ้นสถานะ Soliton Kerr ที่กระจายออกไป อุปกรณ์ใช้พลังงานน้อยกว่า 1 W และระยะห่างระหว่างฟันของหวีน้อยกว่า 100 GHz
Kippenberg และเพื่อนร่วมงานของเขา
มั่นใจว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะสามารถใช้งานได้ในยุคใหม่ ซึ่งรวมถึงการวัดระยะทางที่แม่นยำโดยใช้ LIDAR รวมถึงการอำนวยความสะดวกในการประมวลผลข้อมูลที่รวดเร็วมากในศูนย์ข้อมูล
เนื่องจากคลอโรพลาสต์เป็นเบสพื้นฐานเล็กน้อย (pH 8) มากกว่าไซโตซอลหรือสิ่งแวดล้อมภายนอกเซลล์พืช ไคโตซาน-SWCNT จึงมีประจุบวกน้อยลงเมื่อไปถึงคลอโรพลาสต์ การจับกับ plasmid-DNA จะลดลงและ DNA จะคลายตัวภายในคลอโรพลาสต์ เมื่อขนถ่ายออกก็สามารถแปลเป็นโปรตีน
ในการทดลอง นักวิจัยได้ส่งยีนสำหรับโปรตีนเรืองแสงสีเหลือง (YFP) ซึ่งช่วยให้พวกเขามองเห็นได้อย่างง่ายดายว่าเซลล์พืชใดแสดงโปรตีน พวกเขาพบว่าประมาณ 47% ของเซลล์พืชทำเช่นนั้น ตัวเลขนี้สามารถเพิ่มขึ้นได้ด้วยการส่งอนุภาคมากขึ้น
เทคนิคการทำงานสำหรับพืชหลากหลายชนิดลิวบอกกับ Physics Worldว่าวิธีการจัดส่งโดยใช้อนุภาคนาโนแบบใหม่นั้นเรียบง่าย ใช้งานง่าย ราคาไม่แพง และใช้ได้กับพืชหลากหลายสายพันธุ์ อันที่จริง นักวิจัยได้ทดสอบมันในผักโขม แพงพวย ยาสูบ ผักชนิดหนึ่ง และArabidopsis thaliana “เทคนิคของเราแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกับ Landry และเพื่อนร่วมงาน เนื่องจากเราออกแบบอนุภาคนาโนของเราเพื่อเลือกการรับส่งข้อมูลในคลอโรพลาสต์และกำหนดเป้าหมายไปยังจีโนมของคลอโรพลาสต์”
เนื่องจากจีโนมของคลอโรพลาสต์สามารถ
สืบทอดมาจากเซลล์ของมารดาเท่านั้น คุณลักษณะที่เป็นประโยชน์สามารถส่งต่อไปยังลูกหลานได้ แต่ที่สำคัญคือไม่สามารถถ่ายโอนไปยังพืชชนิดอื่นในบริเวณใกล้เคียงได้” เขาอธิบาย ซึ่งหมายความว่ามีความเสี่ยงน้อยกว่าที่จะแพร่กระจายยีนที่ไม่พึงประสงค์
เช่นเดียวกับท่อนาโนของ Landry และเพื่อนร่วมงาน nanocarriers เหล่านี้ยังสามารถป้องกันพลาสมิดจากการย่อยสลายของเอนไซม์ได้”เราเชื่อว่าแนวทางที่ใช้อนุภาคนาโนเป็นส่วนประกอบที่มีประโยชน์สำหรับชุดเครื่องมือเทคโนโลยีชีวภาพของพืช” ลิวกล่าว “นอกจากนี้ยังสามารถช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ยาในคลอโรพลาสต์ของพืช วัคซีนบางชนิดผลิตขึ้นจริงภายในคลอโรพลาสต์ผ่านพันธุวิศวกรรม”
การประยุกต์ใช้ในการศึกษาทางวิศวกรรมพืชผลและชีววิทยาพืชก็อาจเป็นประโยชน์เช่นกัน “ตัวอย่างเช่น ในอนาคต เราอาจสามารถออกแบบพืชผลที่ทนต่อโรคหรือภัยแล้งได้โดยการส่งยีนที่เหมาะสมไปยังคลอโรพลาสต์”
ต้องการเอฟเฟกต์ถาวรเพิ่มเติมอย่างไรก็ตาม นักวิจัยเน้นว่าต้องมีการปรับปรุงเพิ่มเติมในเทคนิคของพวกเขาก่อนที่จะเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ขึ้น “การแสดงออกของยีนที่เราสังเกตเห็นนั้นเกิดขึ้นชั่วคราว (คงอยู่เพียงไม่กี่วัน) ซึ่งหมายความว่า DNA แปลกปลอมจะไม่ถูกรวมเข้ากับจีโนมพืชอย่างเสถียร เพื่อให้ลูกหลานสืบทอดลักษณะทางพันธุกรรม เราต้องตระหนักถึงการแก้ไขอย่างถาวรมากขึ้น” ลิวกล่าวเสริม
เทคนิคของ Landry และเพื่อนร่วมงานยังส่งผลให้เกิดการแสดงออกของยีนชั่วคราว”การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าเราสามารถควบคุมวิธีที่อนุภาคนาโนเข้าสู่เซลล์พืชได้อย่างแม่นยำ” Landry กล่าวกับPhysics World “สิ่งนี้จะช่วยให้เราสามารถฝันถึงการใช้งานในอนาคตในการแก้ไขพืชที่ปราศจากยีน การทดสอบอย่างรวดเร็วว่ายีนของพืชสามารถให้ลักษณะที่พึงประสงค์ในการสร้างพืชผลที่แข็งแรงมากขึ้นได้อย่างไร และแม้แต่วิศวกรรมโปรตีนสังเคราะห์แสงที่เข้ารหัสในจีโนมคลอโรพลาสต์”
น้ำพุร้อนที่อุ่นขึ้นอาจลดการเจริญเติบโตของพืชในภายหลัง“ชายแดนใหม่ที่น่าตื่นเต้น””เราโพสต์bioRxiv ของการส่งยีนที่ใช้ CNT ของเราย้อนกลับไปในช่วงกลางปี 2017 ด้วยความหวังว่าการค้นพบของเรา – CNTs สามารถนำมาใช้เพื่อส่งยีนไปยังพืชอย่างอดทน – จะได้รับการยกระดับโดยชุมชนวิทยาศาสตร์ ตอนนี้ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่เห็นว่าวัสดุนาโนเหล่านี้ถูกนำมาใช้สำหรับการใช้งานที่กว้างขึ้นในการเปลี่ยนแปลงพืช เช่นในการศึกษาของ Strano และเพื่อนร่วมงานตลอดจนและกลุ่มวิจัยอื่น ๆ อีกหลายกลุ่มในสาขานาโนเทคโนโลยีของพืช ซึ่ง แสดงให้เห็นถึงการส่งมอบยีนที่ใช้คาร์บอนนาโนทิวบ์ สู่คลอโรพลาสต์
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
