บาคาร่าเว็บตรง พบผลึกขนาดเล็กของแมกนีไทต์ที่มีธาตุเหล็กเป็นส่วนประกอบในเซลล์ตัวรับพิเศษในจมูกของปลาแซลมอน ซึ่งบ่งชี้ว่าปลาจะใช้คริสตัลเพื่อนำทางโดยสนามแม่เหล็กของโลก งานวิจัยนี้ดำเนินการโดยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติ ซึ่งได้ค้นพบความเชื่อมโยงระหว่างกลไกประสาทสัมผัสทางแม่เหล็กของสัตว์กับแบคทีเรียแมกนีโตแทคติคซึ่งมีวิวัฒนาการที่เป็นไปได้ว่ามีความเชื่อมโยงกัน
ปลาแซลมอนฟักออกในแม่น้ำที่ซึ่งพวกมันใช้เวลา
หนึ่งปีหรือมากกว่านั้นก่อนที่จะอพยพลงทะเล – กลับมาเมื่อโตเต็มวัยไปยังแม่น้ำที่พวกมันเกิดเพื่อวางไข่ การอพยพนี้สามารถขยายออกไปได้หลายพันกิโลเมตร และการศึกษาที่ปลาแซลมอนตัวอ่อนสัมผัสกับสนามแม่เหล็กชี้ให้เห็นว่าปลานั้นใช้เข็มทิศภายในเพื่อนำทาง
สัตว์อื่นๆ บางตัวยังตอบสนองต่อสนามแม่เหล็ก และนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับแมกนีไทต์ ซึ่งเป็นวัสดุแม่เหล็กที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิตบางชนิด อย่างไรก็ตาม ไม่พบตัวรับแม่เหล็กแบบจำเพาะในสัตว์ และวิธีที่สัตว์รับรู้สนามแม่เหล็กของโลกยังคงเป็นปริศนา
บังคับกล้องจุลทรรศน์ตอนนี้Renee Bellingerจาก Oregon State University และเพื่อนร่วมงานได้ใช้เทคนิคต่างๆ ร่วมกันเพื่อค้นหาผลึกแม่เหล็กในเซลล์ปลาแซลมอนที่นำมาจากเนื้อเยื่อจมูก ขั้นแรก พวกเขาตรวจสอบเซลล์โดยใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งเป็นการวัดการมีเพศสัมพันธ์ระหว่าง
คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและการสะกดจิตของสาร
จากนั้นพวกเขาใช้กล้องจุลทรรศน์อะตอมและแรงแม่เหล็กร่วมกัน ซึ่งแต่ละชิ้นเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบตัวอย่างทางชีววิทยาด้วยเสาเข็มกลขนาดเล็ก เพื่อสร้างภาพเซลล์และโครงสร้างแม่เหล็กที่มีความละเอียดสูงมาก ทีมงานได้ค้นพบว่าแมกนีไทต์ภายในเซลล์ของปลาแซลมอนมีอยู่ในกระจุกรูปไข่ขนาดกะทัดรัด แต่ละกระจุกเหล่านี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 200–300 นาโนเมตร และมีผลึกเดี่ยวประมาณ 100–200 เม็ด
การเติบโตของผลึกภายในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตเรียกว่า biomineralization ซึ่งแบคทีเรียแมกนีโตแทคติคใช้เพื่อสร้างสายโซ่ของผลึกแมกนีไทต์ แบคทีเรียใช้ “เข็มเข็มทิศ” เล็กๆ เหล่านี้ในการปรับทิศทางตัวเองให้สัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กของโลก ซึ่งอาจเคลื่อนไปยังบริเวณที่มีปริมาณออกซิเจนที่เหมาะสมที่สุด แบคทีเรียแม่เหล็กมุ่งเป้าไปที่เนื้องอกที่รักษายาก
จากการวิเคราะห์ทางพันธุกรรมในเวลาต่อมา ทีมงานของ Bellinger ได้ค้นพบว่ายีน biomineralization ที่แสดงออกในเซลล์ตัวรับปลาแซลมอนนั้นเหมือนกับที่พบในแบคทีเรียที่มีแมกนีไทต์ พวกเขากล่าวว่าสิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อหลายพันล้านปีก่อนแบคทีเรียที่ประกอบด้วยแมกนีไทต์อาจถูกรวมเข้ากับสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนมากขึ้นในกระบวนการที่เรียกว่าเอนโดซิมไบโอซิส – สร้างบรรพบุรุษที่อยู่ห่างไกลของปลาแซลมอน
เช่นเดียวกับการส่งเสริมความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการตรวจจับแม่เหล็กในสัตว์ การรู้ว่าปลาแซลมอนป่านำทางได้อย่างไรสามารถช่วยในการอนุรักษ์พวกมันได้ นักวิจัยยังกล่าวอีกว่าการรู้ว่าแม่เหล็กถูกนำมาใช้ในการนำทางอย่างไร อาจนำไปสู่การพัฒนาการรักษาพยาบาลที่กำหนดเป้าหมายไปยังส่วนต่างๆ ของร่างกายโดยใช้สนามแม่เหล็ก การวิจัยอาจนำไปสู่การสร้างเทคโนโลยี
การนำทางแบบใหม่ที่มีขนาดกะทัดรัด
Macdonald กล่าวว่า “แถบวาเลนซ์ของนาโนริบบอนฟอสโฟรีนเหมาะอย่างยิ่งในการส่งเสริมการถ่ายโอนรูระหว่างตัวดูดซับ perovskite กับวัสดุการขนส่งรูที่สอดคล้องกันในเซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite “เนื่องจากวัสดุการขนส่งหลุมเป็นตัวแทนของคอขวดที่สำคัญประการหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ของ perovskite ฟอสโฟรีนนาโนริบบอนจึงถูกรวมเป็นวัสดุนาโนที่สามารถประมวลผลได้”
ทีมงานได้ใส่นาโนริบบอนเข้าไปในเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite สองสามชนิด ระหว่างชั้นของ perovskite และชั้นโพลีเมอร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นรูหรือชั้นอิเล็กตรอนในการขนส่ง ชั้นนี้ใช้ในเซลล์แสงอาทิตย์ดังกล่าวเพื่อเพิ่มการขนส่งระหว่าง perovskite และอิเล็กโทรด จากนั้นจึงเปรียบเทียบอุปกรณ์ใหม่กับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite ที่ไม่มีฟอสโฟรีนนาโนริบบอน นาโนริบบอนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของเซลล์แสงอาทิตย์จากประมาณ 18% เป็น 21% ซึ่งเทียบเท่ากับเซลล์แสงอาทิตย์แบบซิลิคอนแบบดั้งเดิม
เพื่อตรวจสอบกลไกเบื้องหลังประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น นักวิจัยได้หันมาใช้ photoluminescence และ transient absorption spectroscopy พวกเขาแสดงให้เห็นว่า nanoribbons เพิ่มพารามิเตอร์ต่างๆ ที่เชื่อมโยงกับการขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งเพิ่มความเร็วของการขนส่งทางไฟฟ้าระหว่างชั้นต่างๆ
Macdonald บอกPhysics Worldว่าทีมวิจัยได้แสดงให้เห็นว่า nanoribbons ฟอสโฟรีนมีประสิทธิภาพอย่างมากในฐานะ interlayer แบบเลือกประจุโดยเพิ่มการสกัดรูจาก perovskite ไปจนถึงพอลิเมอร์เซมิคอนดักเตอร์ “คุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์เชิงหน้าที่ของฟอสโฟรีนนาโนริบบอนช่วยปรับปรุงการทำงานของเซลล์แสงอาทิตย์เพอร์รอฟสไกต์ผ่านการสกัดสารพาหะที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น” เขากล่าวเสริม “กล่าวอีกนัยหนึ่ง ทรัพย์สินที่เราใช้ประโยชน์ในที่นี้คือผู้ให้บริการชาร์จสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างรวดเร็วในฟอสโฟรีนนาโนริบบอน” กรรไกรอิออนตัดฟอสโฟรีนนาโนริบบอนออก บาคาร่าเว็บตรง
