Nature was nano before nano was coo

Nature was nano before nano was cool," stated Henry Fountain in a recent New York Times article on the proliferation of nanotechnology research projects. No one is more aware of this fact of nature than Dan Morse of the University of California, Santa Barbara. His research groups have been studying the ways that nature builds ocean organisms at the nanoscale for over ten years.
For example, they have studied the abalone shell for its high-performance, super-resistant, composite mineral structure.

Now they are now looking to learn new biotechnological routes to make high performance electronic and optical materials.

"We are now learning how to harness the biomolecular mechanism that directs the nanofabrication of silica in living organisms," says Morse. "This is to learn to direct the synthesis of photovoltaic and semiconductor nanocrystals of titanium dioxide, gallium oxide and other semiconductors –– materials with which nature has never built structures before."

Most recently, Morse and his students have made advances in copying the way marine sponges construct skeletal glass needles at the nanoscale. The research group is using nature's example to produce semiconductors and photovoltaic materials in an environmentally benign way –– as they report in a recent issue of the journal Chemistry of Materials.

"Sponges are abundant right here off-shore and they provide a uniquely tractable model system that opens the paths to the discovery of the molecular mechanism that governs biological synthesis from silicon," says Morse. "This sponge produces copious quantities of fiberglass needles made from silicon and oxygen."

Morse directs the new Institute for Collaborative Biotechnologies, a UCSB-led initiative funded by a grant of $50 million from the Army Research Office, which operates in partnership with MIT and Caltech. He also directs the Marine Biotechnology Center of UCSB's Marine Science Institute.

The work is particularly exciting, according to Morse, because silicon has been called the most important element on the planet technologically –– silicon chips are fundamental components of computers, telecommunications devices, and in combination with oxygen forms fiber optics and drives other high-tech applications.

He explains that his research group discovered that the center of the sponge's fine glass needles contains a filament of protein that controls the synthesis of the needles. By cloning and sequencing the DNA of the gene that codes for this protein, they discovered that the protein is an enzyme that acts as a catalyst, a surprising discovery. Never before had a protein been found to serve as a catalyst to promote chemical reactions to form the glass or a rock-like material of a biomineral. From that discovery, the research group learned that this enzyme actively promotes the formation of the glass while simultaneously serving as a template to guide the shape of the growing mineral (glass) that it produces.

"Most recently in this research, which is supported by the National Oceanic and Atmospheric Administration's Sea Grant Program and the Department of Energy, we've discovered that these activities can be applied to the synthesis of valuable semiconductors, metal oxides such as titanium and gallium that have photovoltaic and semiconductor properties," says Morse. The group is using a synthetic mimic of the enzymes found in marine sponges.

These discoveries are significant because they represent a low temperature, biotechnological, catalytic route to the nanostructural fabrication of valuable materials. The research group is now translating these discoveries into practical engineering.

Currently these materials are produced at very high temperatures in high vacuums, using caustic chemicals. With these latest discoveries, scientists have found that nanotechnology can copy nature and produce materials in a much more environmentally friendly way than the current state-of-the-art.

University of California - Santa Barbara. February 2004.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ธรรมชาติถูกนาโนก่อนนาโนเย็น ระบุ Henry น้ำพุในบทเดอะนิวยอร์กไทมส์ในการงอกของโครงการวิจัยนาโนเทคโนโลยี ไม่ได้ตระหนักถึงความจริงของธรรมชาติกว่ามอร์ส Dan ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาบาร์บาร่า งานวิจัยของเขาได้รับการศึกษาแบบที่ธรรมชาติสร้างชีวิตทะเลที่ nanoscale การกว่าสิบปีตัวอย่าง พวกเขาได้ศึกษาหอยเป๋าฮื้อสำหรับ ประสิทธิภาพสูง เตอร์รุ่นทน ผสมแร่โครงสร้างตอนนี้ พวกเขากำลังมองหาที่ทราบเส้นทาง biotechnological ใหม่ให้ประสิทธิภาพสูงวัสดุอิเล็กทรอนิกส์ และออปติคัล"เราอยู่ตอนนี้หัดเทียมกลไกวทคร ๕๐๘ ที่นำ nanofabrication ของซิลิก้าในชีวิต กล่าวว่า มอร์ส "นี้เป็นการเรียนรู้เพื่อสังเคราะห์แสงอาทิตย์และสารกึ่งตัวนำ nanocrystals ไทเทเนียมไดออกไซด์ แกลเลียมออกไซด์ และ อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ – ตรง – วัสดุที่ธรรมชาติได้เคยสร้างโครงสร้างก่อน"ล่าสุด มอร์สและนักศึกษาของเขาทำความก้าวหน้าในการคัดลอกแบบฟองน้ำทะเลสร้างเข็มอีกแก้วที่ nanoscale กลุ่มวิจัยใช้อย่างเป็นธรรมชาติในการผลิตเซลล์แสงอาทิตย์วัสดุและอิเล็กทรอนิกส์ในทางอ่อนโยนต่อสิ่งแวดล้อม-- ตามที่รายงานในฉบับล่าสุดของรายวิชาเคมีของวัสดุ"ฟองน้ำมีมากมายที่นี่ทางฝั่ง และให้ระบบ tractable โดยเฉพาะรุ่นที่เปิดเส้นทางการค้นพบกลไกระดับโมเลกุลที่ควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพจากซิลิคอน กล่าวว่า มอร์ส "ฟองน้ำนี้สร้าง copious ปริมาณของใยแก้วเข็มที่ทำจากซิลิคอนและออกซิเจน"มอร์สนำร่วม Biotechnologies รินำ UCSB ที่รับการสนับสนุนเงินช่วยเหลือของ $50 ล้านจากกองทัพวิจัยสำนักงาน ที่ทำงานร่วมกับ MIT และ Caltech สถาบันใหม่ นอกจากนี้เขายังนำทะเลเทคโนโลยีชีวภาพศูนย์ของ UCSB ของ สถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเลเป็นงานที่น่าตื่นเต้นอย่างยิ่ง ตามมอร์ส เนื่องจากซิลิกอนที่ถูกเรียกองค์ประกอบสำคัญที่สุดในโลกเทคโนโลยี – – ชิซิลิคอนเป็นส่วนประกอบพื้นฐาน ของ คอมพิวเตอร์ อุปกรณ์โทรคมนาคม และรวมกับ ออกซิเจนแบบไฟเบอร์ และไดรฟ์โปรแกรมประยุกต์อื่น ๆ สูงขึ้นเขาอธิบายว่า กลุ่มวิจัยของเขาพบว่า ศูนย์กลางของเข็มของฟองน้ำดีแก้วประกอบด้วยใยโปรตีนที่ควบคุมการสังเคราะห์เข็ม โดยโคลน และลำดับเบสดีเอ็นเอของยีนว่ารหัสสำหรับโปรตีนนี้ พวกเขาพบว่า โปรตีนที่เป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เป็นเศษ การค้นพบที่น่าแปลกใจ ไม่ว่าจะเป็นโปรตีนได้พบเป็นเศษที่ส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีแบบแก้วหรือวัสดุเช่นหินของการ biomineral จากการค้นพบที่ กลุ่มวิจัยได้เรียนรู้ว่า เอนไซม์นี้กำลังส่งเสริมการก่อตัวของแก้วในขณะที่พร้อมให้บริการอย่างรูปร่างของแร่เจริญเติบโต (แก้ว) ที่จะให้คำแนะนำ"ในงานวิจัยนี้ ซึ่งได้รับการสนับสนุน โดยโปรแกรมให้ทะเลมหาสมุทรแห่งชาติและจัดบรรยากาศและกรมธุรกิจพลังงาน ล่าสุดเราได้ค้นพบว่า กิจกรรมเหล่านี้สามารถใช้เพื่อสังเคราะห์อิเล็กทรอนิกส์มีคุณค่า โลหะออกไซด์เช่นแกลเลียมและไทเทเนียมที่มีคุณสมบัติของแสงอาทิตย์และสารกึ่งตัวนำ กล่าวว่า มอร์ส กลุ่มใช้มั่นสังเคราะห์ของเอนไซม์ที่พบในฟองน้ำทะเลการค้นพบเหล่านี้เป็นสำคัญ เพราะแทนอุณหภูมิต่ำ biotechnological ตัวเร่งปฏิกิริยากระบวนการผลิต nanostructural ของวัสดุที่มีคุณค่า กลุ่มวิจัยตอนนี้จะแปลการค้นพบเหล่านี้เป็นวิศวกรรมปฏิบัติในปัจจุบันวัสดุเหล่านี้จะผลิตที่อุณหภูมิสูงมากใน vacuums ผู้สูง การใช้สารเคมีอ่าง มีการค้นพบเหล่านี้ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่านาโนเทคโนโลยีสามารถคัดลอกธรรมชาติ และผลิตวัสดุที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้นกว่าปัจจุบันรัฐ-of-the-artมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย - ซานตาบาร์บาร่า 2004 กุมภาพันธ์

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

ธรรมชาติเป็นนาโนก่อนนาโนเย็น "น้ำพุเฮนรี่ที่ระบุไว้ในบทความล่าสุดนิวยอร์กไทม์สในการขยายตัวของโครงการวิจัยนาโนเทคโนโลยี. ไม่มีใครตระหนักถึงความเป็นจริงของธรรมชาติมากกว่าแดนมอร์สจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาบาร์บารา. ของเขา กลุ่มวิจัยได้รับการศึกษาวิธีการที่ธรรมชาติสร้างสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทรที่ระดับนาโนนานกว่าสิบปี.
ตัวอย่างเช่นพวกเขาได้ศึกษาเปลือกหอยเป๋าฮื้อเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพสูงสุดทนโครงสร้างแร่คอมโพสิต. ตอนนี้พวกเขากำลังมองหาที่จะเรียนรู้ เทคโนโลยีชีวภาพเส้นทางใหม่ที่จะทำให้มีประสิทธิภาพสูงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และออปติคอล. "ขณะนี้เรากำลังเรียนรู้วิธีการใช้ประโยชน์จากกลไกชีวโมเลกุลที่นำ Nanofabrication ของซิลิกาในสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่" มอร์สกล่าวว่า. "นี่คือการเรียนรู้โดยตรงสังเคราะห์ของเซลล์แสงอาทิตย์และเซมิคอนดักเตอร์ นาโนคริสตัลของไทเทเนียมไดออกไซด์, ออกไซด์แกลเลียมและเซมิคอนดักเตอร์อื่น ๆ - วัสดุที่มีลักษณะที่ไม่เคยมีโครงสร้างที่สร้างขึ้นก่อน ". ส่วนใหญ่เมื่อเร็ว ๆ นี้มอร์สและนักเรียนของเขาได้ทำให้ความก้าวหน้าในการคัดลอกวิธีฟองน้ำทะเลสร้างเข็มแก้วโครงกระดูกที่ระดับนาโน กลุ่มวิจัยจะใช้ตัวอย่างของธรรมชาติในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์และวัสดุแผงเซลล์แสงอาทิตย์ในทางที่เป็นพิษเป็นภัยต่อสิ่งแวดล้อม - ตามที่พวกเขารายงานในฉบับล่าสุดของวารสารเคมีของวัสดุ. "ฟองน้ำมีมากมายที่นี่นอกชายฝั่งและพวกเขาให้เป็นรูปแบบที่ไม่ซ้ำกันซูฮก ระบบที่จะเปิดเส้นทางการค้นพบกลไกในระดับโมเลกุลที่ควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพจากซิลิกอน, "มอร์สกล่าวว่า "ฟองน้ำนี้ผลิตมากปริมาณของเข็มไฟเบอร์กลาสที่ทำจากซิลิกอนและออกซิเจน." มอร์สผู้อำนวยการสถาบันใหม่สำหรับความร่วมมือ Biotechnologies, ความคิดริเริ่ม UCSB นำได้รับการสนับสนุนโดยทุน $ 50 ล้านบาทจากสำนักวิจัยกองทัพซึ่งทำงานร่วมกับเอ็มไอทีและ คาลเทค นอกจากนี้เขายังนำศูนย์เทคโนโลยีชีวภาพทางทะเลของ UCSB ของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเล. ทำงานเป็นที่น่าตื่นเต้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งตามที่มอร์สเพราะซิลิกอนที่ได้รับการเรียกว่าองค์ประกอบที่สำคัญมากที่สุดในโลกเทคโนโลยี - ชิปซิลิกอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของคอมพิวเตอร์อุปกรณ์สื่อสารโทรคมนาคมและ ในการรวมตัวกับออกซิเจนในรูปแบบใยแก้วนำแสงและไดรฟ์โปรแกรมอื่น ๆ ที่มีเทคโนโลยีสูง. เขาอธิบายว่ากลุ่มวิจัยของเขาค้นพบว่าศูนย์กลางของฟองน้ำของเข็มแก้วดีมีเส้นใยโปรตีนที่ควบคุมการสังเคราะห์ของเข็ม โดยการโคลนและลำดับดีเอ็นเอของยีนที่รหัสสำหรับโปรตีนนี้พวกเขาค้นพบว่าโปรตีนเป็นเอนไซม์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา, การค้นพบที่น่าแปลกใจ ไม่เคยมาก่อนได้รับโปรตีนที่พบในการทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาในการส่งเสริมการเกิดปฏิกิริยาทางเคมีในรูปแบบแก้วหรือหินเหมือน biomineral จากการค้นพบว่ากลุ่มวิจัยได้เรียนรู้ว่าการทำงานของเอนไซม์นี้อย่างแข็งขันส่งเสริมการก่อตัวของแก้วพร้อมกันในขณะที่ทำหน้าที่เป็นแม่แบบเพื่อเป็นแนวทางในรูปร่างของแร่ที่กำลังเติบโต (แก้ว) ที่จะผลิต. "ส่วนใหญ่เมื่อเร็ว ๆ นี้ในการวิจัยนี้ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดย National มหาสมุทรและบรรยากาศการบริหารของแกรนท์ทะเลโปรแกรมและกระทรวงพลังงานที่เราได้ค้นพบว่ากิจกรรมเหล่านี้จะสามารถนำไปใช้กับการสังเคราะห์ของเซมิคอนดักเตอร์ที่มีคุณค่า, ออกไซด์ของโลหะเช่นไทเทเนียมและแกลเลียมที่มีคุณสมบัติไฟฟ้าโซลาร์เซลล์และเซมิคอนดักเตอร์, "มอร์สกล่าวว่า กลุ่มที่ใช้เลียนแบบสังเคราะห์ของเอนไซม์ที่พบในฟองน้ำทะเล. การค้นพบเหล่านี้มีความสำคัญเพราะพวกเขาเป็นตัวแทนที่อุณหภูมิต่ำ, เทคโนโลยีชีวภาพเส้นทางเร่งปฏิกิริยาในการผลิต nanostructural ของวัสดุที่มีคุณค่า กลุ่มวิจัยอยู่ในขณะนี้แปลการค้นพบเหล่านี้เป็นวิศวกรรมการปฏิบัติ. ปัจจุบันวัสดุเหล่านี้มีการผลิตที่อุณหภูมิสูงมากในเครื่องดูดฝุ่นสูงโดยใช้สารเคมีกัดกร่อน กับการค้นพบล่าสุดนี้นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่านาโนเทคโนโลยีสามารถคัดลอกธรรมชาติและผลิตวัสดุในมากขึ้นวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมกว่าปัจจุบันรัฐของศิลปะ. มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย - ซานตาบาร์บารา กุมภาพันธ์ 2004

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ธรรมชาติ คือ นาโนนาโนก่อนเย็น , " กล่าวว่าเฮนรี่น้ำพุในล่าสุดนิวยอร์กไทม์สบทความเกี่ยวกับการแพร่กระจายของโครงการวิจัยนาโนเทคโนโลยี ไม่มีใครตระหนักถึงความจริงของธรรมชาติกว่าแดนมอร์สของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตา บาร์บาร่า กลุ่มงานวิจัยของเขาได้รับการศึกษาวิธีการที่ธรรมชาติสร้างสิ่งมีชีวิตในมหาสมุทร nanoscale มานานกว่าสิบปี
ตัวอย่างเช่นพวกเขาได้ศึกษาหอยเป๋าฮื้อที่มีประสิทธิภาพสูง สุด ป้องกัน โครงสร้างของแร่ประกอบ

ตอนนี้พวกเขากำลังมองหาที่จะเรียนรู้เส้นทางระบบใหม่เพื่อให้ประสิทธิภาพสูงและวัสดุอิเล็กทรอนิกส์แสง

" ตอนนี้เรากำลังเรียนรู้วิธีการควบคุมชีวโมเลกุลกลไกที่ช่วยนำทาง nanofabrication ของซิลิกาในสิ่งมีชีวิต " บอกว่า มอร์ส ." นี้คือการเรียนรู้โดยการสังเคราะห์ของแสงอาทิตย์และสารกึ่งตัวนำ nanocrystals ของไทเทเนียมไดออกไซด์ออกไซด์สารกึ่งตัวนำแกลเลียม และวัสดุอื่น ๆ––ซึ่งธรรมชาติไม่เคยสร้างโครงสร้างก่อน "

ส่วนใหญ่เมื่อเร็ว ๆนี้ , มอร์สและนักเรียนของเขาได้ทำให้ความก้าวหน้าในการคัดลอกแบบฟองน้ำทะเลสร้างเข็มแก้วโครงกระดูกที่ nanoscale .กลุ่มงานวิจัยการใช้ตัวอย่างของสารกึ่งตัวนำและวัสดุธรรมชาติเพื่อผลิตเซลล์แสงอาทิตย์ในอ่อนโยนต่อสิ่งแวดล้อมทาง––ตามที่รายงานในฉบับล่าสุดของวารสารเคมีวัสดุ .

" อันอุดมสมบูรณ์ ที่นี่นอกชายฝั่ง และให้เป็นเอกลักษณ์เครื่องทำน้ำร้อนแบบระบบเปิดเส้นทางการค้นพบโมเลกุลกลไกที่ควบคุมการสังเคราะห์ทางชีวภาพจากซิลิคอน , กล่าวว่า " มอส " ฟองน้ำนี้ผลิตมากมายก่ายกองปริมาณของใยแก้วเข็มที่ทำจากซิลิกอนและออกซิเจน "

มอร์สชี้ทางใหม่สถาบันเทคโนโลยีชีวภาพร่วมกัน ,เป็นความคิดริเริ่มจาก UCSB LED ให้ $ 50 ล้าน จากกองทัพ สำนักวิจัย ซึ่งทำงานร่วมกับ MIT และคาลเทค นอกจากนี้เขายังนำเทคโนโลยีชีวภาพทางทะเล ศูนย์ของสถาบันวิทยาศาสตร์ทางทะเล UCSB .

งานที่น่าตื่นเต้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งตามมอร์ส ,เพราะซิลิโคนถูกเรียกองค์ประกอบสําคัญที่สุดบนดาวเคราะห์ดวงนี้มี––ซิลิกอนชิปเป็นส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์ อุปกรณ์สื่อสารโทรคมนาคม และในการรวมกันกับออกซิเจนแบบไฟเบอร์ออปติกและไดรฟ์อื่น ๆที่มีการใช้งาน .

เขาอธิบายว่า ทีมวิจัยของเขาค้นพบว่าศูนย์กลางของฟองน้ำดีแก้วเข็ม ประกอบด้วยเส้นใยของโปรตีนที่ควบคุมการสังเคราะห์ของเข็ม โดยการโคลนยีนและลำดับ DNA ของยีนที่เป็นรหัสสำหรับโปรตีนนี้ พวกเขาได้ค้นพบโปรตีนที่เป็นเอนไซม์ ที่ทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการค้นพบที่น่าแปลกใจไม่เคยมีโปรตีนที่พบเพื่อใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อส่งเสริมปฏิกิริยาเคมีแบบแก้วหรือหิน เช่น วัสดุของ biomineral . จากการค้นพบกลุ่มวิจัยได้เรียนรู้ว่าเอนไซม์นี้อย่างแข็งขันส่งเสริมการก่อตัวของแก้ว ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่เป็นแม่แบบเพื่อเป็นแนวทางในรูปร่างของการแร่ ( แก้ว ) ที่ผลิต

" เมื่อเร็วๆ นี้ ในงานวิจัยนี้ ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยโปรแกรมให้ทะเลและมหาสมุทรและบรรยากาศแห่งชาติการบริหารและกรมพลังงาน เราได้ค้นพบว่า กิจกรรมเหล่านี้สามารถใช้กับการสังเคราะห์สารกึ่งตัวนำโลหะออกไซด์ที่มีคุณค่า เช่น ไทเทเนียม และแกลเลียมที่มีคุณสมบัติแสงอาทิตย์และเซมิคอนดักเตอร์กล่าวว่า " มอร์สกลุ่มที่ใช้สารสังเคราะห์เลียนแบบของเอนไซม์ที่พบในฟองน้ำทะเล

การค้นพบเหล่านี้สำคัญเพราะพวกเขาเป็นตัวแทนของอุณหภูมิต่ำเทคโนโลยีชีวภาพเพื่อการผลิต nanostructural บนเส้นทางของวัสดุที่มีค่า กลุ่มงานวิจัยการค้นพบเหล่านี้ไปปฏิบัติ ตอนนี้แปล

วิศวกรรม .ในปัจจุบันวัสดุเหล่านี้จะผลิตที่อุณหภูมิสูงมากใน vacuums สูง การใช้สารเคมีกัดกร่อน . กับการค้นพบล่าสุดนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พบว่า นาโนเทคโนโลยีสามารถคัดลอกธรรมชาติและผลิตวัสดุในวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นกว่าในปัจจุบันรัฐ - of - the - art

มหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย - Santa Barbara กุมภาพันธ์ 2004