Scientists Identify Another Reason Why Batteries Can’t Charge in Minutes

Scientists Identify Another Reason Why Batteries Can’t Charge in Minutes – Tergesa-gesa membuat sampah, seperti kata pepatah.

Pepatah seperti itu mungkin benar terutama untuk baterai, berkat sebuah studi baru yang berupaya mengidentifikasi alasan yang menyebabkan kinerja baterai lithium-ion yang diisi daya cepat menurun pada kendaraan listrik.

Dalam penelitian baru dari Departemen Energi AS (DOE) Argonne National Laboratory, para ilmuwan telah menemukan sifat kimia yang menarik dari salah satu baterai ‘s dua terminal sebagai baterai diisi dan dikosongkan.

Baterai lithium-ion mengandung katoda bermuatan positif dan anoda bermuatan negatif, yang dipisahkan oleh bahan yang disebut elektrolit yang menggerakkan ion lithium di antara keduanya.

Anoda dalam baterai ini biasanya terbuat dari grafit—bahan yang sama yang ditemukan di banyak pensil.

Dalam baterai lithium-ion , bagaimanapun, grafit dirakit dari partikel kecil .

Di dalam partikel-partikel ini, ion lithium dapat menyisipkan diri dalam proses yang disebut interkalasi. Ketika interkalasi terjadi dengan benar, baterai berhasil diisi dan dikosongkan.

Namun, ketika baterai diisi terlalu cepat, interkalasi menjadi urusan yang lebih rumit.

Alih-alih masuk ke grafit dengan mulus, ion litium cenderung berkumpul di atas permukaan anoda, menghasilkan efek “penyepuhan” yang dapat menyebabkan kerusakan terminal—tidak ada permainan kata pun—pada baterai.

“Pelapisan adalah salah satu penyebab utama kinerja baterai terganggu selama pengisian cepat,” kata ilmuwan baterai Argonne Daniel Abraham, seorang penulis studi.

“Saat kami mengisi baterai dengan cepat, kami menemukan bahwa selain pelapisan pada permukaan anoda, ada penumpukan produk reaksi di dalam pori-pori elektroda.”

Akibatnya, anoda itu sendiri mengalami beberapa tingkat ekspansi ireversibel, mengganggu kinerja baterai.

Menggunakan teknik yang disebut pemindaian nanodifraksi elektron, Abraham dan rekan-rekannya dari University of Illinois Urbana-Champaign mengamati perubahan penting lainnya pada partikel grafit.

Pada tingkat atom , kisi atom grafit di tepi partikel menjadi terdistorsi karena pengisian cepat berulang, menghambat proses interkalasi.

“Pada dasarnya, apa yang kita lihat adalah bahwa jaringan atom di grafit menjadi melengkung, dan ini mencegah ion lithium menemukan ‘rumah’ mereka di dalam partikel—sebaliknya, mereka melapisi partikel,” katanya.

“Semakin cepat kita mengisi baterai kita, semakin tidak teratur anoda secara atom , yang pada akhirnya akan mencegah ion lithium untuk dapat bergerak maju mundur,” kata Abraham.

“Kuncinya adalah menemukan cara untuk mencegah hilangnya organisasi ini atau entah bagaimana memodifikasi partikel grafit sehingga ion lithium dapat berinterkalasi lebih efisien.”

Sebuah makalah berdasarkan penelitian, “Peningkatan gangguan pada tepi partikel grafit yang diungkapkan oleh karakterisasi skala multipanjang anoda dari sel lithium-ion bermuatan cepat ,” muncul dalam Journal of the Electrochemical Society edisi 8 Oktober .…

Nuclear Deformation Research Could Advance Artificial Tissue Engineering

Nuclear Deformation Research Could Advance Artificial Tissue Engineering – Profesor Teknik Biomedis Corey Neu dan mahasiswa Ph. D. Benjamin Seelbinder dari University of Colorado di Boulder ingin menjawab dua pertanyaan mendasar. Bagaimana sel beradaptasi dengan lingkungannya dan bagaimana lingkungan mekanis mempengaruhi sel?

Apa yang mereka temukan selama lebih dari enam tahun penelitian mereka memiliki potensi untuk mengatasi hambatan kesehatan utama dan memajukan rekayasa jaringan buatan.

Penelitian mereka, yang diterbitkan pada 2 Desember di Nature Biomedical Engineering dan berjudul “Nuclear Deformation Guides Chromatin Reorganization in Cardiac Development and Disease,” menemukan bahwa kekuatan mekanis memandu perkembangan sel melalui reorganisasi nukleusnya dan dapat memengaruhi patologi di masa depan.

“Kami tertarik dengan perkembangan sel sehat, dan kesehatan sel mengharuskan inti merasakan kekuatan mekanis dengan cara tertentu,” kata Neu.

Salah satu kekuatan itu adalah ketegangan, jelas Neu dan Seelbinder. Ketegangan meregangkan sel dengan cara tertentu, menghasilkan reorganisasi nukleus. Modifikasi itu mengubah ekspresi gen, yang bisa mengindikasikan penyakit tertentu pada pasien.

Pemahaman tentang proses perkembangan sel ini juga membantu Neu dan Seelbinder menyimpulkan bahwa para ilmuwan dapat mempengaruhi sel itu sendiri. Para peneliti dapat mengubah lingkungan dengan memanipulasi ketegangan yang bergerak melalui sel, yang dapat digunakan untuk membuat jaringan buatan yang lebih otentik.

Penemuan

Seelbinder, yang sekarang menjadi postdoctoral associate di Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics, pertama kali menemukan bahwa kekuatan mekanik membentuk inti saat mempelajari sel kardiovaskular tikus embriotik.

“Inti adalah hal yang sangat menarik untuk diselidiki ketika melihat integrasi kekuatan dalam sel karena besar, berisi semua informasi gen dan memiliki koneksi mekanis ke semua bagian sel,” kata Seelbinder. “Kami baru saja mulai mengeksplorasi dan menemukan ada pola yang jelas yang harus diselidiki lebih dekat.”

Seelbinder menggunakan sel jantung karena mereka berkontraksi sendiri, menjadikannya model yang sempurna untuk mempelajari deformasi nuklir. Sel-sel diketahui sangat sensitif terhadap lingkungan mekanisnya.

Seelbinder memperhatikan kontraksi yang menyebabkan nukleus menjadi kaku, kaku dan padat di area tertentu, jelasnya. Di daerah lain, nukleus tampak terorganisir secara longgar.

“Ada struktur tertentu yang terdefinisi dengan baik yang diambil oleh nukleus; itu bukan hanya gel lunak,” kata Neu. “Ada juga kekuatan tertentu yang terjadi karena tiba-tiba sel-sel jantung berkontraksi selama perkembangan. Mekanismenya sangat menarik—kekuatan tidak terjadi begitu saja, mereka ditransfer ke substruktur sel.”

Neu dan Seelbinder menyimpulkan bahwa kontraksi dihasilkan dari gaya mekanik dan tegangan yang bergerak melalui sel. Kontraksi tersebut mengatur ulang setiap kromatin sel , yang merupakan beberapa elemen struktural nukleus.

Neu mengatakan penemuan itu meluncurkan upaya kolaboratif besar yang berpusat di College of Engineering and Applied Science. Dengan bantuan dari para peneliti di University of Colorado’s Paul M. Rady Department of Mechanical Engineering, Department of Molecular, Cellular and Developmental Biology, University of Pennsylvania dan Purdue University, mereka mengkonfirmasi bahwa pola yang sama terjadi pada manusia.

Dampak pada kesehatan manusia

Memahami bagaimana kromatin dalam nukleus diatur adalah area subjek yang mendasar. Lokasi gen di dalam nukleus penting untuk ekspresinya dan memiliki implikasi terpenting.

Neu dan Seelbinder juga menemukan hewan yang mengalami reorganisasi nuklir di kemudian hari mengembangkan patologi dengan gejala yang mungkin dialami manusia yang lebih tua dengan penyakit kardiovaskular atau hipertensi.

Ketika melihat tikus dewasa dengan hipertrofi terinduksi, mereka mengamati ekspresi gen yang terbentuk selama perkembangan yang direorganisasi kembali pada tahap dewasa. Itu menyebabkan hilangnya identitas sel dan aktivitas sel. Dalam kasus sel jantung, kontraksi berhenti, menyebabkan henti jantung.

“Ini bukan hanya tentang perkembangan, tetapi peran mekanika dan organisasi nukleus juga sangat penting pada tahap kehidupan selanjutnya,” kata Neu. “Ketika seseorang mengembangkan penyakit jantung, misalnya.”

Para peneliti mempelajari pasien dengan kondisi jantung seperti kardiomiopati, penyakit yang membuat jantung lebih sulit untuk memompa darah. Seelbinder menjelaskan bahwa kondisi tersebut sangat cocok untuk pekerjaan mereka karena kardiomiopati mengubah lingkungan mekanis jantung.

Kardiomiopati mengentalkan otot jantung, menyebabkan kontraksi yang lebih sedikit dan deformasi inti yang lebih sedikit. Kromatin mereorganisasi dan identitas seluler menurun.

“Jika Anda menggunakan penanda seperti berapa banyak darah yang dipompa jantung dan menghubungkannya dengan reorganisasi nukleus, itu sangat prediktif,” kata Seelbinder. “Itu berarti Anda dapat mengambil sedikit jaringan, melihat organisasi nukleus dan dapat mengetahui apakah organ itu berfungsi dengan baik atau tidak.”

Seelbinder dan Neu mengatakan temuan itu menjadi salah satu hal paling mengesankan yang mereka temukan. Ini membuka pintu tidak hanya untuk potensi diagnostik, tetapi juga untuk kemungkinan terapeutik.

Rekayasa jaringan buatan

Penelitian Neu dan Seelbinder dapat membantu mengubah lanskap untuk rekayasa jaringan buatan. Pekerjaan mereka mengisi kesenjangan dalam pemahaman tentang hubungan antara kekuatan mekanik dan perkembangan sel dalam pengobatan regeneratif.

Neu mengatakan jika para peneliti mengetahui bagaimana jantung berkembang—apa yang memicu transisi dari kumpulan sel ke organ atau organisme yang berfungsi penuh—ada potensi untuk meniru proses perkembangan.

Penelitian mereka adalah cetak biru dari jalur perkembangan, yang juga dapat mengatur panggung untuk teknologi regeneratif baru dan kemungkinan model organ-on-chip yang digunakan dalam penemuan obat.

“Perusahaan farmasi mungkin ingin menyaring jenis obat baru, misalnya,” kata Neu. “Jika Anda memiliki jaringan jantung yang direplikasi dengan inti dan fungsi yang benar, jika Anda dapat membuat model miniatur seseorang, maka dimungkinkan untuk menyaring calon obat yang mungkin paling efektif pada manusia.”…

Microplastic Pollution Aids Antibiotic Resistance

Microplastic Pollution Aids Antibiotic Resistance – Wadah styrofoam yang menampung burger keju takeout Anda dapat berkontribusi pada meningkatnya resistensi populasi terhadap antibiotik.

Menurut para ilmuwan di Sekolah Teknik George R. Brown Rice University, polistiren yang dibuang dipecah menjadi mikroplastik menyediakan rumah yang nyaman tidak hanya untuk mikroba dan kontaminan kimia tetapi juga untuk bahan genetik yang mengambang bebas yang memberikan bakteri hadiah perlawanan.

Sebuah studi di Journal of Hazardous Materials menjelaskan bagaimana penuaan ultraviolet mikroplastik di lingkungan menjadikannya platform yang tepat untuk gen resisten antibiotik (ARG).

Gen-gen ini dilindungi oleh kromosom bakteri, fag dan plasmid, semua vektor biologis yang dapat menyebarkan resistensi antibiotik kepada manusia, menurunkan kemampuan mereka untuk melawan infeksi.

Studi yang dipimpin oleh insinyur sipil dan lingkungan Rice Pedro Alvarez bekerja sama dengan para peneliti di China dan di University of Houston juga menunjukkan pencucian bahan kimia dari plastik seiring bertambahnya usia meningkatkan kerentanan vektor terhadap transfer gen horizontal , di mana resistensi menyebar.

“Kami terkejut menemukan bahwa penuaan mikroplastik meningkatkan ARG horizontal,” kata Alvarez, Profesor Teknik Sipil dan Lingkungan George R. Brown dan direktur Pusat Pengolahan Air Berbasis Nanoteknologi Diaktifkan Air.

“Peningkatan penyebaran resistensi antibiotik adalah dampak potensial yang diabaikan dari polusi mikroplastik.”

Para peneliti menemukan bahwa mikroplastik (berdiameter 100 nanometer hingga lima mikrometer) yang berusia oleh bagian ultraviolet dari sinar matahari memiliki area permukaan yang tinggi yang menjebak mikroba.

Saat plastik terdegradasi, mereka juga melepaskan bahan kimia depolimerisasi yang menembus membran mikroba, memberi ARG kesempatan untuk menyerang.

Mereka mencatat bahwa permukaan mikroplastik dapat berfungsi sebagai situs agregasi untuk bakteri yang rentan, mempercepat transfer gen dengan membawa bakteri ke dalam kontak satu sama lain dan dengan bahan kimia yang dilepaskan.

Sinergi itu dapat memperkaya kondisi lingkungan yang mendukung resistensi antibiotik bahkan tanpa antibiotik, menurut penelitian tersebut.

Rekan penulis makalah ini adalah mahasiswa pascasarjana Rice, Ruonan Sun; mantan peneliti pascadoktoral Rice Pingfeng Yu, sekarang menjadi anggota fakultas di Universitas Zhejiang; profesor Qingbin Yuan, Yuan Cheng dan dosen Wenbin Wu dari Universitas Teknologi Nanjing, dan Jiming Bao, seorang profesor teknik listrik dan komputer di Universitas Houston.…

Researchers Engineer Magnetic Complexity Into Atomically Thin Magnets

Researchers Engineer Magnetic Complexity Into Atomically Thin Magnets – Magnet digunakan di banyak benda kita sehari-hari termasuk ponsel dan di strip kartu kredit atau kunci hotel.

Mereka bahkan menyalakan mesin dalam vakum Anda.

Dan karena kebanyakan komputer menggunakan magnet untuk menyimpan informasi, menemukan magnet yang semakin tipis adalah kunci untuk elektronik yang lebih cepat dan lebih ringan.

Grafena, bahan setebal satu atom, ditemukan pada tahun 2004 dan memenangkan Hadiah Nobel Fisika 2010.

Meskipun graphene sendiri tidak bersifat magnetis, hal itu memicu minat untuk mencari magnet yang tipis secara atomik.

Pada tahun 2017, para ilmuwan menemukan bahan magnetik ultra tipis yang tebalnya hanya tiga atom, atau satu unit atom.

Tetapi bahan ini, yang disebut chromium triiodide, memiliki pengaturan momen magnet sederhana—putaran elektron di dalam material semuanya sejajar dalam arah yang sama, baik ke atas maupun ke bawah—yang berarti tidak dapat menyimpan informasi dalam jumlah besar.

Sekarang, fisikawan Universitas Michigan Liuyan Zhao dan timnya telah mengembangkan cara untuk membuat pengaturan momen magnetik yang lebih kompleks dalam kromium triiodida, yang memungkinkan material tipis atom ini untuk menyimpan lebih banyak informasi dan mungkin memproses informasi lebih cepat. Hasil mereka dipublikasikan di Nature Physics .

“Seiring waktu, orang mulai mencari ukuran yang lebih kecil dan bentuk magnet yang lebih kompleks untuk membuat komputer dan elektronik kita lebih kecil, lebih tipis, dan lebih cepat. Untuk melakukan ini, bahan yang menyimpan data atau melakukan pemrosesan informasi juga perlu menjadi lebih kecil dan lebih kecil lagi. , sedangkan bentuk magnetnya harus semakin eksotis,” kata Zhao.

“Dalam bahan yang sangat besar dan besar, orang menemukan semua jenis bentuk magnet yang disebut tekstur putaran. Jadi, dalam bahan ultra tipis ini, kami bertanya: Bisakah kami juga membuat jenis tekstur putaran yang rumit itu sehingga kami dapat menyimpan lebih banyak informasi?”

Untuk melakukan ini, Zhao dan timnya membuat sampel buatan dengan merobek serpihan kromium triiodida berukuran mikron (sepersejuta meter) menjadi dua.

Serpihan kromium triiodida adalah bilayer, yang berarti bahannya adalah dua unit atom, atau enam atom, tebal.

Kemudian, mereka melapisi satu bagian di atas yang lain dan memutarnya sedikit.

Setiap serpihan terdiri dari struktur kisi kristal, dan ketika satu struktur diletakkan di atas yang lain dan diputar sedikit, struktur kristal saling mengganggu dan membentuk struktur periodik dengan panjang gelombang yang lebih panjang.

Ini juga menciptakan ketidakcocokan sudut antara dua serpihan dan mengarah ke superlattice dengan periode yang lebih lama yang disebut moiré superlattice.

Pikirkan gelombang air.

Riak satu gelombang sama dengan satu periode.

Namun dalam gelombang ini, air tidak benar-benar bergerak maju.

Sebaliknya, molekul air naik dan turun di satu lokasi.

Ketika lebih banyak energi ditambahkan ke gelombang, puncak gelombang lebih tinggi.

Demikian pula, ketika struktur kristal berlapis di atas satu sama lain, periode gelombangnya menjadi dua kali lipat.

Kemudian, karena rotasi kecil antara dua lapisan, atom-atom di lapisan atas material sedikit diimbangi dari atom-atom di lapisan bawah material dekat pusat rotasi.

Hal ini selanjutnya menyebabkan efek berjenjang dari atom offset di seluruh lapisan material yang berlipat ganda, yang berulang di seluruh bagian lapisan yang ditumpuk pada panjang gelombang moiré.

Ini menghasilkan dua offset ekstrim dalam struktur, kata Zhao.

Ketika atom-atom kromium dalam satu lapisan disusun tepat di tengah-tengah atom-atom kromium lainnya, putarannya seperti berada dalam arah yang sama.

Ketika mereka menjauh sepertiga dari jarak antara atom kromium tetangga terdekat, putaran mereka mengarah ke arah yang berlawanan.

Kemudian di antara dua area ini, putaran mereka menjadi frustrasi, tidak tahu mana dari dua cara yang harus diikuti, dan dapat mengembangkan pengaturan baru.

Mereka kemudian, misalnya, bisa menjadi spiral. Jenis orientasi putaran yang berbeda dalam bahan yang sama menciptakan lebih banyak peluang untuk menyimpan informasi.

Untuk bekerja dengan bahan yang sangat tipis dan halus, kelompok tersebut menggunakan satu set mikromanipulator otomatis di bawah mikroskop optik yang disimpan dalam kotak yang diisi dengan nitrogen dengan kemurnian sangat tinggi, yang lembam dan tidak berinteraksi dengan bahan yang dipelajari para peneliti.

Para peneliti menggunakan bahan pokok rumah tangga biasa—pita—untuk mengupas lapisan material 2D dan menempelkannya ke substrat silikon dioksida, teknik yang dikembangkan oleh pemenang Nobel fisika 2010.

Menggunakan mikroskop optik untuk melihat prosedurnya, para peneliti mengontrol satu set lengan mekanik untuk mengangkat satu lapisan material, memutarnya sedikit, dan meletakkannya kembali di atas lapisan material lainnya.

“Pentingnya pekerjaan kami adalah untuk mendemonstrasikan bahwa dalam magnet yang sangat tipis ini kami dapat merancang tekstur putaran dengan melakukan jenis puntiran ini untuk memperkenalkan superlattice moiré.

Pengaturan putaran yang berbeda dapat memberikan sifat fisik yang sangat berbeda dari bahan magnetik yang kami pelajari,” Zhao dikatakan.

“Dibandingkan dengan banyak bahan besar 3D, susunan atom ditentukan oleh kimia selama pertumbuhan: Anda tidak dapat mengubah atau memanipulasi sebanyak itu.

Tetapi di sini, dengan mengubah sudut putaran antara dua lapisan untuk mengubah jarak relatif antara atom, kita memiliki kebebasan untuk merancang dan mengontrol sifat magnetik dalam superlattice moiré 2D.”…

Molecular Device Turns Infrared Into Visible Light

Molecular Device Turns Infrared Into Visible Light – Cahaya adalah gelombang elektromagnetik: Ini terdiri dari medan listrik dan magnet yang berosilasi yang merambat melalui ruang.

Setiap gelombang dicirikan oleh frekuensinya, yang mengacu pada jumlah osilasi per detik, diukur dalam Hertz (Hz).

Mata kita dapat mendeteksi frekuensi antara 400 dan 750 triliun Hz (atau terahertz, THz), yang menentukan spektrum yang terlihat.

Sensor cahaya di kamera ponsel dapat mendeteksi frekuensi hingga 300 THz, sedangkan detektor yang digunakan untuk koneksi internet melalui serat optik sensitif hingga sekitar 200 THz.

Pada frekuensi yang lebih rendah , energi yang diangkut oleh cahaya tidak cukup untuk memicu fotoreseptor di mata kita dan di banyak sensor lainnya, yang merupakan masalah mengingat ada banyak informasi yang tersedia pada frekuensi di bawah 100 THz, spektrum inframerah tengah dan jauh. .

Misalnya, benda dengan suhu permukaan 20 °C memancarkan cahaya inframerah hingga 10 THz, yang dapat “dilihat” dengan pencitraan termal.

Selain itu, zat kimia dan biologis memiliki pita serapan yang berbeda pada inframerah tengah, yang berarti bahwa kita dapat mengidentifikasinya dari jarak jauh dan tidak merusak dengan spektroskopi inframerah, yang memiliki banyak sekali aplikasi.

Mengubah inframerah menjadi cahaya tampak

Para ilmuwan di EPFL, Institut Teknologi Wuhan, Universitas Politeknik Valencia, dan AMOLF di Belanda, kini telah mengembangkan cara baru untuk mendeteksi cahaya inframerah dengan mengubah frekuensinya menjadi frekuensi cahaya tampak .

Perangkat dapat memperluas “penglihatan” detektor yang umum tersedia dan sangat sensitif untuk cahaya tampak jauh ke inframerah. Terobosan ini dipublikasikan di Science .

Konversi frekuensi bukanlah tugas yang mudah.

Frekuensi cahaya adalah fundamental yang tidak dapat dengan mudah berubah dengan memantulkan cahaya pada permukaan atau melewatkannya melalui bahan karena hukum kekekalan energi.

Para peneliti bekerja di sekitar ini dengan menambahkan energi ke cahaya inframerah dengan mediator: molekul bergetar kecil.

Cahaya inframerah diarahkan ke molekul di mana ia diubah menjadi energi getaran.

Secara bersamaan, sinar laser dengan frekuensi yang lebih tinggi menimpa molekul yang sama untuk memberikan energi ekstra dan mengubah getaran menjadi cahaya tampak.

Untuk meningkatkan proses konversi , molekul terjepit di antara struktur nano logam yang bertindak sebagai antena optik dengan memusatkan cahaya inframerah dan energi laser pada molekul.

Cahaya baru

“Perangkat baru ini memiliki sejumlah fitur menarik,” kata Profesor Christophe Galland dari EPFL’s School of Basic Sciences, yang memimpin penelitian tersebut.

“Pertama, proses konversinya koheren, artinya semua informasi yang ada dalam cahaya inframerah asli dipetakan dengan tepat ke cahaya tampak yang baru dibuat.

Ini memungkinkan spektroskopi inframerah resolusi tinggi dilakukan dengan detektor standar seperti yang ditemukan di kamera ponsel.

Kedua, setiap perangkat memiliki panjang dan lebar beberapa mikrometer, yang berarti dapat digabungkan ke dalam susunan piksel besar.

Terakhir, metode ini sangat serbaguna dan dapat disesuaikan dengan frekuensi yang berbeda hanya dengan memilih molekul dengan mode getaran yang berbeda.”

“Namun, sejauh ini, efisiensi konversi cahaya perangkat masih sangat rendah,” memperingatkan Dr. Wen Chen, penulis pertama karya tersebut. “Kami sekarang memfokuskan upaya kami untuk lebih meningkatkannya.” Ini adalah langkah kunci menuju aplikasi komersial.…

Synthetic Tissue Can Repair Hearts, Muscles, and Vocal Cords

Synthetic Tissue Can Repair Hearts, Muscles, and Vocal Cords – Menggabungkan pengetahuan kimia, fisika, biologi, dan teknik, para ilmuwan dari McGill University mengembangkan biomaterial yang cukup kuat untuk memperbaiki jantung, otot, dan pita suara, yang merupakan kemajuan besar dalam pengobatan regeneratif.

“Orang yang pulih dari kerusakan jantung sering menghadapi perjalanan yang panjang dan rumit.

Penyembuhan itu menantang karena jaringan gerakan yang konstan harus bertahan saat jantung berdetak.

Hal yang sama berlaku untuk pita suara. Sampai sekarang belum ada bahan suntik yang cukup kuat untuk pekerjaan itu. ,” kata Guangyu Bao, kandidat PhD di Departemen Teknik Mesin di Universitas McGill.

Tim yang dipimpin oleh Profesor Luc Mongeau dan Asisten Profesor Jianyu Li, mengembangkan hidrogel injeksi baru untuk perbaikan luka.

Hidrogel adalah jenis biomaterial yang menyediakan ruang bagi sel untuk hidup dan tumbuh.

Setelah disuntikkan ke dalam tubuh, biomaterial membentuk struktur berpori yang stabil yang memungkinkan sel-sel hidup tumbuh atau melewatinya untuk memperbaiki organ yang terluka.

“Hasilnya menjanjikan, dan kami berharap suatu hari nanti hidrogel baru akan digunakan sebagai implan untuk mengembalikan suara orang-orang dengan pita suara yang rusak, misalnya penderita kanker laring,” kata Guangyu Bao.

Mengujinya

Para ilmuwan menguji daya tahan hidrogel mereka dalam mesin yang mereka kembangkan untuk mensimulasikan biomekanik ekstrem pita suara manusia.

Bergetar 120 kali per detik selama lebih dari 6 juta siklus, biomaterial baru tetap utuh sementara hidrogel standar lainnya pecah berkeping-keping, tidak mampu mengatasi tekanan beban.

“Kami sangat senang melihatnya bekerja dengan sempurna dalam pengujian kami.

Sebelum pekerjaan kami, tidak ada hidrogel injeksi yang memiliki porositas dan ketangguhan tinggi pada saat yang bersamaan.

Untuk mengatasi masalah ini, kami memperkenalkan polimer pembentuk pori pada formula kami,” kata Guangyu Bao.

Inovasi ini juga membuka jalan baru untuk aplikasi lain seperti pengiriman obat, rekayasa jaringan, dan pembuatan jaringan model untuk skrining obat, kata para ilmuwan.

Tim tersebut bahkan ingin menggunakan teknologi hidrogel untuk membuat paru-paru untuk menguji obat COVID-19.

“Pekerjaan kami menyoroti sinergi ilmu material, teknik mesin dan bioteknologi dalam menciptakan biomaterial baru dengan kinerja yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Kami berharap dapat menerjemahkannya ke dalam klinik,” kata Profesor Jianyu Li, yang memegang Ketua Penelitian Kanada di Biomaterial dan Kesehatan Muskuloskeletal .…

Musim Dingin AS Yang Aneh Terkait Dengan Pemanasan Arktik

Musim Dingin AS Yang Aneh Terkait Dengan Pemanasan Arktik

Musim Dingin AS Yang Aneh Terkait Dengan Pemanasan Arktik – Model menunjukkan bahwa distorsi pada angin pusaran kutub dapat mengirim udara dingin meluncur ke selatan. Tetapi beberapa ilmuwan iklim tetap tidak yakin.

Baru-baru ini dari cuaca musim dingin yang luar biasa dingin di Amerika Serikat dan bagian lain dari Belahan Bumi Utara bisa menjadi konsekuensi paradoks dari pemanasan iklim di Kutub Utara, menurut sebuah penelitian yang didasarkan pada pengamatan atmosfer selama beberapa dekade. Namun, masih belum jelas apakah ini mewakili tren jangka panjang yang akan bertahan saat dunia memanas. sbobetonline

Musim Dingin AS Yang Aneh Terkait Dengan Pemanasan Arktik

Tingkat pemanasan Arktik adalah dua kali lipat untuk Bumi secara keseluruhan, dan beberapa peneliti iklim telah lama menduga bahwa pemanasan Arktik yang cepat ini dapat memicu anomali angin di sekitar Kutub Utara, dengan konsekuensi bagi cuaca ribuan kilometer lebih jauh ke selatan.

“Kebijaksanaan konvensional adalah bahwa sementara pemanasan global berarti lebih banyak gelombang panas, itu pasti akan menyebabkan lebih sedikit musim dingin dan hujan salju,” kata Judah Cohen, seorang ilmuwan iklim di Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, dan penulis utama studi tersebut. “Tapi itu tidak sepenuhnya benar. Ada mekanisme di mana perubahan iklim dapat berkontribusi pada cuaca musim dingin yang lebih parah juga.”

Salah satu ciri dominan atmosfer musim dingin di atas Kutub Utara adalah pusaran kutub, pita angin ketinggian tinggi yang berarus cepat. Pusaran itu biasanya mengisolasi atmosfer di atas Kutub Utara dari udara hangat yang lebih dekat ke Khatulistiwa.

Tetapi ketika pusaran kutub meregang dan bergelombang, seperti yang kadang-kadang terjadi, udara dingin dapat bocor ke garis lintang yang biasanya jarang mengalami perubahan dingin.

Cuaca ekstrem seperti itu bisa berakibat fatal di daerah yang tidak siap menghadapi kondisi dingin pada bulan Februari, setidaknya 111 orang tewas di Texas ketika udara dingin Arktik menghantam negara bagian dan bagian utara Meksiko.

Dalam studi mereka, yang diterbitkan minggu ini di Science 1 , Cohen dan rekan-rekannya membandingkan pengamatan satelit selama 40 tahun terhadap kondisi atmosfer di atas Kutub Utara dengan eksperimen berdasarkan model iklim komputasi. Model menyelidiki bagaimana penurunan es laut Kutub Utara dan tutupan salju akan mempengaruhi aliran udara di wilayah tersebut. Karena es dan salju memantulkan sebagian besar sinar matahari yang masuk kembali ke luar angkasa, sedangkan permukaan laut dan daratan yang lebih gelap menyerap lebih banyak radiasi, penurunan ini diketahui mendorong pemanasan Arktik.

Para peneliti menemukan bahwa episode peregangan pusaran kutub telah meningkat tajam dalam beberapa dekade terakhir, dan model mereka mereproduksi perilaku ini dengan baik ketika mereka memasukkan efek pemanasan Arktik.

“Ini adalah analisis baru yang mendalam,” kata Dim Coumou, ilmuwan iklim di Free University Amsterdam di Belanda, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. “Kekuatannya adalah mereka telah dengan sangat hati-hati melihat pola spesifik pusaran kutub yang penting untuk musim dingin di tempat-tempat tertentu, dan mendukung analisis pengamatan mereka dengan eksperimen pemodelan iklim.”

Tetapi gagasan bahwa pemanasan Arktik mungkin bertanggung jawab atas musim dingin di daerah lintang tengah masih diperdebatkan dengan hangat di antara para ilmuwan iklim. Sepintas, mungkin tampak jelas bahwa musim dingin umumnya akan cenderung lebih ringan di dunia yang memanas.

Tetapi model iklim yang biasanya digunakan untuk mempelajari hubungan kompleks antara komponen yang berbeda dari sistem iklim menyimpang dari masalah seberapa kuat pemanasan Arktik dapat mempengaruhi musim dingin di lintang tengah, dan model mutakhir tidak secara akurat meniru tren yang diamati. dalam perilaku pusaran kutub.

Masih harus dilihat apakah model tersebut kehilangan sesuatu, atau apakah pengamatan peregangan pusaran kutub hanya mencerminkan variabilitas iklim alami, kata Daniela Matei, pemodel iklim di Institut Meteorologi Max Planck di Hamburg, Jerman,

Musim Dingin AS Yang Aneh Terkait Dengan Pemanasan Arktik

Analisis baru tidak menyelesaikan pertanyaan-pertanyaan ini, kata Matei. Meskipun perubahan es laut dan tutupan salju tampaknya memiliki peran dalam anomali angin tinggi di atas Kutub Utara, faktor lain seperti variabilitas dekadal suhu permukaan laut juga dapat mendorong anomali musim dingin di atmosfer Arktik yang dapat menyebabkan cuaca dingin yang tidak terduga di tempat lain, dia berkata.

Untuk memperumit masalah lebih lanjut, masih ada ketidakpastian yang signifikan tentang bagaimana iklim bumi secara keseluruhan merespon perubahan salju dan es laut.

Untuk saat ini, masih belum jelas apakah contoh musim dingin yang ekstrem baru-baru ini merupakan preseden untuk cuaca di masa depan. “Perubahan iklim tidak linier,” kata Matei. “Apa yang terjadi dalam satu dekade mungkin tidak berlaku di dekade berikutnya.”…

Memerangi Setiap Kebakaran Hutan Karena Perubahan Iklim Alam

Memerangi Setiap Kebakaran Hutan Karena Perubahan Iklim Alam

Memerangi Setiap Kebakaran Hutan Karena Perubahan Iklim Alam – Setelah begitu banyak musim panas yang dipenuhi asap dan luka bakar yang memecahkan rekor, penduduk Amerika Utara Barat tidak asing dengan kebakaran hutan. Namun, banyak pertanyaan yang beredar tentang mengapa kebakaran hutan menjadi lebih besar dan lebih parah dan apa yang dapat dilakukan untuk mengatasinya.

Apakah perubahan iklim memicu kebakaran ini? Apakah sejarah panjang memerangi setiap kebakaran berperan? Haruskah kita membiarkan lebih banyak api menyala? Apa yang dapat dilakukan tentang kerentanan hutan Barat terhadap kebakaran hutan dan perubahan iklim? sbobetasia

Memerangi Setiap Kebakaran Hutan Karena Perubahan Iklim Alam

Kami mengundang 40 ahli ekologi kebakaran dan hutan yang tinggal di seluruh AS Barat dan Kanada untuk memeriksa penelitian terbaru dan menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dalam serangkaian penelitian yang diterbitkan 2 Agustus 2021. Secara kolektif, kami sangat prihatin dengan masa depan hutan dan masyarakat Barat di bawah perubahan iklim.

Jadi, mengapa kebakaran hutan semakin parah?

Perubahan iklim adalah bagian besar dari itu. Musim kebakaran hutan musim panas rata-rata sudah 40 sampai 80 hari lebih lama daripada 30 tahun yang lalu. Kekeringan tahunan lebih terasa, membuat bahan bakar lebih mudah mengering dan api menyala dan menyebar.

Peristiwa cuaca ekstrem, yang ditandai dengan bahan bakar kering, badai petir, dan angin kencang, juga semakin umum dan menyediakan bahan penting untuk pertumbuhan api yang cepat, seperti yang disaksikan oleh Bootleg Fire yang  membakar di Oregon dan kebakaran yang memecahkan rekor di California dan Colorado pada tahun 2020.

Ironisnya, kurangnya api kronis di lanskap Barat juga berkontribusi pada peningkatan keparahan kebakaran dan kerentanan terhadap kebakaran hutan. Hal ini memungkinkan tumbuhnya semak-semak kering dan pohon-pohon hidup dan mati, dan dengan lebih banyak orang yang tinggal di daerah liar untuk memicu kebakaran, tekanan untuk melawan setiap kebakaran hutan telah meningkatkan risiko kebakaran hebat.

Masalah dengan memerangi setiap kebakaran hutan

Secara historis, api adalah pengunjung tetap ke sebagian besar hutan Barat, kecuali lokasi lembab seperti yang ada di sepanjang pantai Pacific Northwest dan di British Columbia. Kebakaran yang sering atau berkala dari pembakaran Pribumi dan sambaran petir menciptakan tambal sulam padang rumput, semak belukar dan hutan regenerasi dari segala usia.

Kebakaran masa lalu mempengaruhi cara kebakaran berikutnya membakar dan apa yang mereka tinggalkan. Misalnya, praktik pembakaran penduduk asli tidak hanya meningkatkan sumber daya budaya dan habitat satwa liar, tetapi juga mengurangi jumlah dan keterkaitan bahan bakar yang memicu kebakaran hutan besar dan parah. Demikian pula, luka bakar yang tidak merata dari penyalaan petir menciptakan lanskap hutan yang cenderung tidak terbakar sekaligus.

AS dan Kanada secara efektif menekan semua kecuali 2% -3% dari kebakaran hutan dimulai. Namun, persentase kecil kebakaran ini terjadi pada puncak setiap musim kebakaran, ketika kondisi kering dan cuaca kebakaran yang ekstrem menggagalkan bahkan upaya paling agresif untuk memadamkannya.

Secara tidak sengaja, dengan berfokus pada risiko kebakaran hutan jangka pendek, AS menyebabkan hutan terbakar dalam kondisi yang sangat buruk.

Pemadaman kebakaran aktif berkontribusi pada apa yang sering disebut sebagai paradoks kebakaran lahan liar semakin kita mencegah kebakaran dalam jangka pendek, semakin buruk kebakaran hutan ketika mereka kembali.

Dalam salah satu studi baru, Paul Hessburg dan rekan penulis menjelaskan bagaimana manajer kebakaran dapat mengurangi keparahan kebakaran di masa depan dengan mengelola hutan yang tidak terkena kebakaran untuk mendorong ketahanan terhadap kebakaran hutan dan kekeringan.

Pendekatan pengelolaan termasuk menipiskan hutan lebat, mengurangi bahan bakar melalui pembakaran yang ditentukan dan mengelola kebakaran hutan untuk memulihkan pola hutan, padang rumput, semak belukar dan hutan yang lebih khas.

Dalam makalah kedua, Keala Hagmann dan rekan penulisnya menggambarkan bagaimana lebih dari satu abad larangan kebakaran dan praktik pengelolaan hutan di masa lalu telah membahayakan keanekaragaman hayati hutan dan nilai-nilai sosial dan ekologi, termasuk sumber daya yang penting secara budaya, kuantitas dan kualitas air, stabilitas simpanan karbon, rekreasi dan kualitas udara.

Misalnya, pengecualian kebakaran telah membahayakan tegakan aspen titik panas keanekaragaman hayati untuk segala hal mulai dari beruang hingga kupu-kupu. Peningkatan tutupan hutan mengalihkan air dari padang rumput lereng bawah, memungkinkan hutan konifer untuk merambah habitat aspen lebih lanjut.

Sebuah jalan ke depan

Di tengah kenyataan menakutkan dari perubahan iklim dan kebakaran hutan yang parah, ada jalan ke depan untuk hutan Barat.

Dalam artikel ketiga, Susan Prichard dan rekan penulisnya meneliti pendekatan pengelolaan hutan adaptif mana yang berhasil meningkatkan ketahanan terhadap kebakaran hutan dan perubahan iklim.

Ada bukti ilmiah yang kuat bahwa perawatan pengurangan bahan bakar termasuk penjarangan hutan, pembakaran yang ditentukan, pembakaran budaya adat dan kebakaran hutan yang dikelola adalah pendekatan yang efektif untuk mengurangi dampak kebakaran di masa depan terhadap hutan Barat. Namun, pengelola lahan tidak dapat mengharapkan perlakuan ini berhasil jika diterapkan hanya pada sebagian kecil lanskap hutan Barat.

Ketika digabungkan, penjarangan hutan dan pembakaran yang ditentukan di pinus ponderosa kering dan di hutan campuran konifer kering dan lembab telah terbukti sangat efektif dalam mengurangi kerusakan akibat kebakaran hutan. Namun, jenis perlakuan ini tidak sesuai untuk semua jenis hutan.

Manajer kebakaran di beberapa daerah hutan belantara dan taman nasional telah mengizinkan kebakaran yang dimulai oleh petir untuk membakar dalam beberapa kondisi angin dan cuaca.

Selama lebih dari 40 tahun terakhir, kebakaran hutan ini telah diizinkan untuk membakar dan membakar kembali lanskap, umumnya membatasi ukuran dan tingkat keparahan kebakaran hutan berikutnya.

Mengingat keragaman hutan Barat yang sangat besar, tidak ada solusi satu ukuran untuk semua. Namun, di hutan yang secara historis mendukung kebakaran yang lebih sering, merevitalisasi dan melanjutkan praktik pembakaran budaya, pembakaran yang ditentukan, dan penipisan hutan yang dikombinasikan dengan pembakaran yang ditentukan dapat mengurangi kepadatan penduduk dan potensi kebakaran parah.

Memerangi Setiap Kebakaran Hutan Karena Perubahan Iklim Alam

Penipisan dan pembakaran yang ditentukan tidak sesuai atau layak dilakukan di mana-mana. Pada kenyataannya, hanya sebagian lanskap yang dapat diperlakukan dengan cara ini. Membiarkan kebakaran hutan berkobar di lebih banyak wilayah dalam kondisi cuaca sedang juga merupakan bagian dari solusi.

Mempromosikan hutan Barat yang tangguh akan mengharuskan masyarakat kita membangun hubungan baru dengan api dengan menciptakan komunitas yang beradaptasi dengan api dan mencari peluang untuk memulihkan api ke lanskap hutan Barat.

Di era yang lebih hangat, musim panas yang lebih kering, dan musim kebakaran yang lebih lama ini, tidak ada solusi bebas api atau asap. Pendekatan saat ini terhadap manajemen kebakaran menimbulkan taruhan tinggi yang tidak perlu bagi hutan Barat. Tidak ada keraguan bahwa masa depan hutan Barat adalah masa depan yang berapi-api. Bagaimana kita memilih untuk hidup dengan api masih terserah kita.…

Kumbang Memanipulasi Informasi Dari Bakteri Dalam Bangkai

Kumbang Memanipulasi Informasi Dari Bakteri Dalam Bangkai

Kumbang Memanipulasi Informasi Dari Bakteri Dalam Bangkai – Ahli biologi terbiasa mendengar cerita tentang mikroba yang memanipulasi inangnya jamur yang mengubah semut menjadi zombie yang ingin bunuh diri, protozoa yang membuat tikus mencari urin kucing tetapi ada beberapa contoh inang yang mengubah tabel pada mikroba mereka.

Beberapa peneliti baru saja menerbitkan sebuah makalah yang menunjukkan bahwa kumbang pengubur, Nicrophorus orbicollis, ditemukan di Amerika Utara bagian timur, mengubah bau yang dihasilkan oleh mikroba dari sarang bawah tanah mereka untuk menggagalkan pesaing yang akan mencuri cache kumbang. sbobetmobile

Kumbang Memanipulasi Informasi Dari Bakteri Dalam Bangkai

Serangkaian bau yang tidak menyenangkan

Beberapa peneliti telah mempelajari kumbang pengubur selama lebih dari 30 tahun, pada awalnya untuk memahami perilaku dan fisiologi orang tua mereka, tetapi baru-baru ini peran mereka dalam komunitas serangga bangkai yang mendaur ulang nutrisi penting ke dalam tanah.

Lingkungan penciuman kumbang pengubur adalah salah satu yang menjijikkan banyak manusia tetapi telah membuat beberapa peneliti terpesona karena konteks di mana kumbang menemukan makanan mereka, mengiklankan pasangan dan bersaing dengan saingan.

Bahan kimia volatil yang dihasilkan mikroba saat mereka berkembang biak pada mayat berubah saat hewan tersebut membusuk. Buket molekul yang berubah ini menarik suksesi spesies serangga yang berbeda.

Campuran bau yang berbeda mewakili tahap pembusukan tertentu yang akan memberi isyarat pada serangga yang mengkhususkan diri pada mayat segar atau sisa-sisa pada akhir pembusukan, atau sesuatu di antaranya. Informasi tersebut mungkin berguna dalam kasus pidana untuk menentukan interval post-mortem.

Fokus sarang kumbang yang terkubur adalah hewan kecil yang mati yang digerakan sepasang jantan-betina di bawah tanah untuk disiapkan sebagai makanan bagi anak-anaknya. Mikroba yang hidup di bangkai tikus segar mulai memetabolisme protein, memancarkan produk sampingan belerang yang tertiup angin. Bau ini menarik kumbang terbang yang sedang mengubur mencari kesempatan berkembang biak.

Bekerja sama dengan Paula Philbrick, seorang ahli mikrobiologi, beberapa peneliti mulai dengan uji coba lapangan untuk mengidentifikasi bahan kimia yang ditanggapi oleh kumbang pengubur, sehingga kami dapat menemukan bahan mana yang mungkin ingin mereka manipulasi.

Kami menguji dua bahan kimia dimetil disulfida dan dimetil trisulfida yang diketahui dapat menarik serangga bangkai. Bahan kimia ini digunakan oleh tanaman peniru mayat dalam manipulasi mereka sendiri menipu lalat dan kumbang pencari bangkai untuk menyerbuki bunga busuk mereka.

Namun, ketika kami mencoba senyawa ini sebagai suplemen di samping bangkai tikus segar, kumbang pengubur yang terbang bebas menunjukkan sedikit minat. Dengan tebakan terbaik kami, kami kewalahan memikirkan pengujian secara acak masing-masing dari lebih dari 500 bahan kimia yang terkait dengan bangkai yang membusuk.

Beri tahu kami apa yang Anda ketahui

Daripada memainkan permainan tebak-tebakan kimia, kami memutuskan untuk mengambil pendekatan lain, untuk melihat apakah kumbang dapat menunjukkan kepada kami apa yang penting bagi mereka.

Rekan kami Sandra Steiger dan Johannes Stökl di Universitas Bayreuth menggunakan teknik yang disebut spektroskopi massa kromatografi gas untuk membandingkan molekul volatil yang dipancarkan dari bangkai yang disiapkan oleh sepasang N. orbicolis dengan yang dipancarkan dari bangkai yang belum tersentuh kumbang.

Anehnya, dua senyawa belerang yang tidak diketahui menjadi isyarat penting bagi serangga apa pun metil tiosianat dan metil tiolasetat keduanya berkurang lebih dari dua puluh kali lipat oleh kerja kumbang pada bangkai. Mengapa mereka melakukan ini, dan bagaimana caranya?

Metil tiosianat ternyata menjadi petunjuk yang bagus untuk mengubur kumbang yang mencari bangkai. Ketika kami kembali ke lapangan dan menempatkan metil tiosianat di sebelah bangkai, lebih dari 90% ditemukan dengan mengubur kumbang pada malam pertama, dibandingkan dengan tingkat penemuan 0% hingga 20% untuk bangkai segar tanpa suplemen kimia.

Metil tiosianat tampaknya merupakan aroma surga bagi kumbang yang mencari tikus atau burung langka yang baru mati di suatu tempat di hutan yang tidak diklaim oleh pemangsa atau pemulung vertebrata.

Namun, begitu bangkai ditemukan, kumbang penduduk menghadapi masalah. Bau yang sama yang mengingatkan mereka juga bisa mengungkapkan hadiah bangkai mereka kepada pesaing. Kumbang pengubur sangat baik dalam mendeteksi dan merespons informasi, tetapi apakah mereka juga mengontrol informasi ini?

Kampanye disinformasi

Transformasi bangkai tikus menjadi makanan kumbang sangat mencengangkan. Setelah mengubur bangkai, pasangan bekerja siang dan malam untuk menghilangkan bulu, membulatkan bangkai menjadi bola, dan mengoleskan cairan anal ke kulit yang terbuka, menyeret perut mereka dalam pola zig-zag sambil melingkari bangkai.

Para ilmuwan dulu percaya bahwa pasangan penghuni kumbang pengubur mungkin mensterilkan bangkai, menghilangkan mikroba yang melepaskan bau busuk dari bangkai yang tersembunyi di bawah lantai hutan. Meskipun sekresinya memang mengandung antimikroba, mereka juga mengandung mikroba dari usus kumbang.

Hasilnya adalah komunitas mikroba di mana mikroba sama banyaknya seperti pada bangkai yang tidak siap, tetapi dengan spesies mikroba yang lebih sedikit daripada dalam campuran normal.

Mikrobiota yang dimanipulasi ini memancarkan jauh lebih sedikit metil tiosianat, dan yang mengejutkan, jumlah dimetil trisulfida yang jauh lebih besar senyawa yang disebutkan di atas yang dikaitkan dengan tahap tengah dekomposisi di mana larva lalat yang bersaing membuat bangkai tidak berharga bagi kumbang yang sedang mengubur.

Ketika kami menempatkan dimetil trisulfida di sebelah bangkai tikus segar, kumbang yang terbang bebas sepertinya tidak akan mendarat, tampaknya terhalang oleh bau yang menunjukkan bangkai terlalu jauh terurai untuk berkembang biak mengubur kumbang.

Sepasang kumbang yang menetap mempersulit pesaing kumbang untuk menggunakan bau untuk menemukan bangkai mereka dalam dua cara: dengan mengurangi atraktan kimia dan dengan mendisinformasikan saingan dengan meningkatkan pencegah kimia.

Ketika kami mengambil bangkai kumbang dari laboratorium dan menguburnya di lapangan, kemungkinannya lebih kecil untuk ditemukan dibandingkan bangkai dengan usia yang sama yang tidak disiapkan oleh kumbang pembiakan. Meskipun kumbang pengubur penduduk akan bertarung sampai mati jika penyusup muncul, kumbang lebih memilih untuk menghindari pertempuran sama sekali.

Kumbang Memanipulasi Informasi Dari Bakteri Dalam Bangkai

Adaptasi kompleks hewan dengan mikrobiota mereka paling sering dikaitkan dengan mikroba usus yang membantu pencernaan inang, atau mikroba budidaya yang menyediakan makanan. Namun, masuk akal bagi spesialis sumber daya seperti kumbang pengubur yang secara konsisten menghadapi mikrobiota eksternal untuk mengembangkan tingkat kerumitan yang serupa.

Bau yang dikeluarkan oleh mikroba merupakan komponen penting dari komunikasi hewan, interaksi sosial, seleksi seksual, interaksi predator-mangsa dan simbiosis tumbuhan-jamur. Sementara pengendalian bau yang berasal dari mikroba dengan mengubur kumbang mungkin merupakan salah satu contoh yang lebih baik, keberadaan mikroba dan produk kimianya di mana-mana menunjukkan bahwa manipulasi inang yang serupa akan umum terjadi, meskipun manusia tidak menyadari adaptasi ini dan pentingnya mereka.…

Cara Binatang Yang Memiliki Clearwing Menghindari Pemangsa

Cara Binatang Yang Memiliki Clearwing Menghindari Pemangsa

Cara Binatang Yang Memiliki Clearwing Menghindari Pemangsa – Apa yang akan Anda lakukan jika Anda bisa tidak terlihat? Apakah Anda akan menggunakan kekuatan Anda untuk kebaikan? Untuk kejahatan? Atau hanya untuk menghindari percakapan yang canggung?

Transparansi mungkin tampak seperti bentuk kamuflase yang paling sederhana, tetapi pada tahun lalu, penelitian telah mengungkapkan kompleksitas baru di balik apa yang dilakukan beberapa hewan untuk menghilang ke lingkungan mereka.

Cara Binatang Yang Memiliki Clearwing Menghindari Pemangsa

Dalam penelitian saya, saya telah mengalami secara langsung betapa efektif dan canggihnya transparansi. Kisah itu dimulai pada malam yang gelap di tengah hujan lebat di hutan hujan tropis Guyana Prancis. sbobet indonesia

Rekan-rekan saya dan saya hanya bisa melihat sejauh sinar lampu depan kami mengizinkan. Kami mengamati cabang-cabang di atas untuk mencari sumber kicauan bernada tinggi yang aneh: suara yang hampir seperti logam memotong dengan tajam di antara hiruk-pikuk malam yang mendengung, serak, dan mencicit.

Akhirnya, lampu depan kami memperlihatkan sepasang mata googly yang mengintip ke arah kami, dan kami tahu kami telah menemukan apa yang kami cari: katak kaca kecil (Teratohyla midas), hanya beberapa sentimeter panjangnya. Katak aneh ini memiliki kulit transparan yang memungkinkan kita melihat langsung ke usus dan tulangnya bahkan jantungnya yang berdetak.

Transparan, tidak terlihat

Katak kaca adalah pemandangan yang menakjubkan tetapi melihatnya menimbulkan pertanyaan menarik: apa gunanya memiliki kulit transparan jika pemangsa Anda masih bisa melihat Anda, atau organ dalam Anda?

Mari kita mundur selangkah untuk melihat cara kerja transparansi dan memahami mengapa kita tidak terus-menerus menabrak makhluk tak kasat mata. Meskipun transparansi tampak seperti jenis kamuflase yang jelas jika itu tidak terlalu kontradiksi menjadi transparan tidak mudah.

Kita dapat melihat apa yang ada di sekitar kita karena bagaimana objek yang berbeda berinteraksi dengan cahaya. Jika ada sesuatu yang buram, cahaya dipantulkan atau diserap di permukaannya. Agar sesuatu menjadi transparan, cahaya harus berjalan lurus melaluinya.

Tapi saat cahaya bergerak di antara bahan transparan, cahaya itu bisa ditekuk dan dihamburkan. Pikirkan tentang bagaimana sedotan dalam segelas air tampak bengkok. Ini adalah pembiasan, dan hasil dari berbagai cara cahaya bergerak melalui udara dan air.

Tubuh hewan terdiri dari banyak organ dan jaringan, masing-masing dengan ketebalan, struktur, dan susunan kimiawi yang berbeda. Agar hewan transparan, cahaya tidak boleh dipantulkan, diserap, dihamburkan, atau dibiaskan saat melewati setiap lapisan yang berbeda ini.

Hewan yang hidup di air jelas diuntungkan dalam hal mencapai transparansi. Tubuh hewan sebagian besar terbuat dari air, dan jika makhluk sudah berada di dalam air, pembiasan dan hamburan cahaya jauh lebih sedikit. Akibatnya, beberapa contoh transparansi yang paling efektif adalah spesies laut seperti ubur-ubur dan udang.

Di darat, transparansi jauh lebih jarang, tetapi kami sekarang belajar bahwa transparansi bisa sangat efektif, terkadang dengan cara yang tidak terduga.

Kupu-kupu Clearwing, misalnya, tidak terikat oleh warna dan pola yang digunakan kupu-kupu lain untuk berbaur dengan latar belakang tertentu. Sebaliknya, sayap mereka yang sepenuhnya transparan berarti bahwa pemangsa melihat lurus melalui mereka, dan mereka dapat berbaur secara efektif dengan latar belakang apa pun.

Beberapa spesies ngengat besar telah mengambil rute yang berbeda. Alih-alih membuat seluruh sayap transparan, sayap mereka memiliki panel transparan yang memungkinkan tambalan latar belakang terlihat. Dengan menggabungkan panel transparan ini dengan warna buram, permukaan sayap dipecah dan ngengat berubah menjadi mosaik yang tidak dapat dikenali.

Penembusan cahaya

Jadi, bagaimana dengan katak transparan kecil kita di hutan hujan? Di sini, transparansi memberikan bentuk kamuflase lain. Tidak seperti kupu-kupu dan ngengat dengan sayap transparannya, katak ini memiliki semua organ dalam yang dipamerkan, mencegah transparansi yang sebenarnya.

Sebaliknya, dengan menggabungkan bagian bawah transparan mereka dengan bagian atas hijau, katak menjadi tembus cahaya: membiarkan sedikit cahaya masuk tetapi tidak menunjukkan gambar yang jelas.

Cara Binatang Yang Memiliki Clearwing Menghindari Pemangsa

Warna hijaunya sangat mirip dengan warna daun pada umumnya, dan trik tembus pandang memungkinkan katak untuk mencerahkan atau menggelapkan sesuai dengan daun di sekitarnya.

Terlebih lagi, kaki katak lebih tembus cahaya daripada tubuh mereka, memberikan keuntungan ekstra dari proses yang disebut “difusi tepi”, yang selanjutnya memadukan katak dan daun di mata pemangsanya.

Transparansi membuat hewan sulit ditemukan, tetapi ada banyak cara bagi hewan untuk mencapai tembus pandang. Memahami bagaimana hewan menghindari deteksi dapat membantu kita melindungi spesies karena manusia terus mengubah alam di sekitar kita.…