Para peneliti telah menyelesaikan percobaan inovatif di European XFEL.

Tim ilmuwan internasional, yang dipimpin oleh University of Rostock dan Helmholtz-Center Dresding-Rostendorf (HZDR), berangkat untuk menyelidiki materi di bawah tekanan ekstrem. Pada tahun 2023, mereka menggunakan laser Dipole 100-X berdaya tinggi di European XFEL untuk pertama kalinya, mencapai hasil yang luar biasa. Eksperimen terobosan mereka berhasil menangkap perilaku karbon cair, suatu prestasi yang belum pernah dicapai sebelumnya, seperti yang dilaporkan dalam jurnal Alam.

Karbon cair terjadi secara alami di dalam planet dan dapat memainkan peran penting dalam teknologi energi di masa depan seperti fusi nuklir. Namun sampai sekarang, para peneliti hanya tahu sedikit tentang keadaan yang sulit dipahami ini. Tantangannya terletak pada kenyataan bahwa karbon tidak meleleh dalam kondisi normal. Sebaliknya, ia melewati fase cair sepenuhnya dan berubah langsung menjadi gas.

Untuk berubah menjadi cairan, karbon membutuhkan tekanan ekstrem dikombinasikan dengan suhu sekitar 4.500 derajat Celsiustitik peleburan tertinggi dari bahan yang diketahui. Mengandung kondisi seperti itu dalam pengaturan laboratorium telah lama tidak mungkin karena tidak ada wadah fisik yang dapat bertahan hidup.

Kompresi laser memberikan terobosan. Dengan memberikan ledakan energi yang intens dan pendek, laser 100-X dipol mampu mengubah karbon padat menjadi cairan hanya untuk pecahan satu detik. Tantangan sebenarnya adalah menangkap data selama momen cepat itu. Berkat kemampuan unik XFEL Eropa, laser x-ray paling kuat di dunia yang berlokasi di Schenefeld dekat Hamburg, para peneliti akhirnya dapat melakukan pengukuran tersebut. Pulsa sinar-X ultrashort-nya memungkinkan untuk menyelidiki keadaan cair secara real time, mengubah eksperimen yang dulu tak terbayangkan menjadi kenyataan.

Teknologi pengukuran unik dalam kombinasi ini

Kombinasi unik dari XFEL Eropa dengan laser berkinerja tinggi Dipole100-X sangat penting untuk keberhasilan percobaan. Ini dikembangkan oleh Dewan Fasilitas Sains dan Teknologi Inggris dan tersedia bagi para ilmuwan dari seluruh dunia oleh Konsorsium Pengguna Hibef (Helmholtz International Beamline untuk bidang ekstrem). Komunitas lembaga penelitian internasional terkemuka di stasiun eksperimental HED-Hibef (High Energy Density) di European XFEL kini telah menggabungkan kompresi laser yang kuat dengan analisis x-ray ultrafast dan detektor x-ray area besar untuk pertama kalinya.

Dalam percobaan, pulsa berenergi tinggi dari gelombang kompresi drive laser dipole100-X melalui sampel karbon padat dan mencairkan bahan untuk nanoseconds, yaitu, untuk sepersekian detik. Selama nanosecond ini, sampel diiradiasi dengan flash laser sinar-X Ultrashort dari XFEL Eropa. Atom karbon menyebarkan cahaya sinar-X-mirip dengan cara cahaya dibedakan oleh kisi. Pola difraksi memungkinkan kesimpulan untuk ditarik tentang susunan atom saat ini dalam karbon cair.

Seluruh percobaan hanya berlangsung beberapa detik tetapi diulang berkali-kali: setiap kali dengan pulsa sinar-X yang sedikit tertunda atau di bawah kondisi tekanan dan suhu yang sedikit berbeda. Banyak snapshot bergabung untuk membuat film. Dengan demikian, para peneliti dapat melacak transisi dari fase padat ke fase cair satu langkah pada satu waktu.

Struktur seperti air dan titik leleh yang akurat ditentukan

Pengukuran mengungkapkan bahwa dengan empat tetangga terdekat masing -masing, sistemik karbon cair mirip dengan berlian padat. “Ini adalah pertama kalinya kami dapat mengamati struktur karbon cair secara eksperimental. Eksperimen kami mengkonfirmasi prediksi yang dibuat oleh simulasi canggih karbon cair. Kami sedang melihat bentuk cairan yang kompleks, sebanding dengan air, yang memiliki sifat struktural yang sangat khusus,” jelas kepala kelompok kerja karbon Kolaborasi Penelitian, Prof. Dominik Kraus dari Universitas Rostok.

Para peneliti juga berhasil mempersempit titik peleburan. Hingga saat ini, prediksi teoretis tentang struktur dan titik leleh telah menyimpang secara signifikan. Tetapi pengetahuan yang tepat sangat penting untuk pemodelan planet dan konsep -konsep tertentu untuk pembangkit listrik melalui fusi nuklir.

Eksperimen dipol pertama di XFEL Eropa juga mengantarkan era baru dalam mengukur materi di bawah tekanan tinggi, sebagai pemimpin kelompok HED, Dr. Ulf Zastrau, menekankan, “Kami sekarang memiliki kotak alat untuk mengkarakterisasi materi dalam kondisi yang sangat eksotis dalam detail yang luar biasa.” Dan potensi percobaan masih jauh dari kelelahan. Di masa mendatang, hasil yang saat ini membutuhkan waktu beberapa jam percobaan dapat tersedia dalam beberapa detik – segera setelah kontrol otomatis yang kompleks dan pemrosesan data bekerja dengan cukup cepat.

Reference: “The structure of the liquid of carbon liquids. Liermann, II Oleynik, St. Pandolfi, R. Butcher, V. Central, J. Solemn, J. Collier. Galitsky, E Keen, J. Kim, P. Krygier, A. Krygier, L. Labate, A. Laso Garcia, AE Lazicki, Lee, P. B. B. Nagler, M. Nakatsutumi, K. Nguyen-Cong, A. M. Tyldesley, SC Vogel, JT Wark, JT Willman, L 2025, Alam.
Dua: 10.1038/S41586-025-09035-6

Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.

Sebuah studi baru mengungkapkan bahwa keragaman mikroba dibentuk oleh jaringan saling ketergantungan. Ekosistem mikroba ditemukan di sekitar kita – di air laut, tanah, dan bahkan di dalam usus manusia – dan mereka penuh dengan variasi kehidupan yang luar biasa. Namun, para ilmuwan telah lama menghadapi tantangan yang membuat frustrasi: mencoba menciptakan keanekaragaman yang kaya ini di (…)

RisalahPos.com Network

De Beers Group mengatakan pada hari Kamis bahwa mereka berencana untuk menutup Lightbox, merek perhiasan berlian yang ditumbuhkan di laboratorium, mengatakan bahwa penutupan memperkuat “komitmennya terhadap berlian alami di sektor perhiasan.”

Sebagai bagian dari proses penutupan, De Beers mengatakan dalam pembicaraan untuk menjual aset tertentu, termasuk inventaris, dengan pembeli potensial.

Fasilitas manufaktur berlian yang ditanam Lightbox di Gresham, Ore., Yang dibuka pada tahun 2020, akan digunakan semata-mata untuk memproduksi berlian laboratorium untuk aplikasi industri, sebuah bisnis yang telah dialami selama lebih dari 70 tahun.

“De Beers Group akan bekerja sama dengan karyawan, mitra ritel, pemasok, dan pemangku kepentingan lainnya untuk memastikan proses yang lancar selama beberapa bulan mendatang. Pelanggan akan terus menerima dukungan untuk pembelian yang ada, termasuk jaminan dan layanan purna jual, selama proses penutupan,” kata De Beers dalam sebuah pernyataan.

Penurunan penjualan berlian kasar

Sementara pengumuman formal mungkin tampak tiba-tiba, De Beers mengatakan setahun yang lalu mereka berencana untuk menutup merek perhiasan yang ditanam lab. Muncul pada saat bisnis berlian kasar telah menurun selama beberapa tahun terakhir. Pada kuartal pertama 2025, pendapatan dilaporkan turun 44% tahun-ke-tahun dengan penjualan berlian kasar turun 11%.

Itu juga datang pada saat perusahaan induk De Beers, Anglo American, mengumumkan setahun yang lalu mereka mendivestasi dari De Beers. Anglo American telah dalam proses mencari pembeli potensial untuk de beers. Pemerintah Botswana dilaporkan baru -baru ini mengatakan bahwa pembeli serius menunjukkan minat. Botswana dan De Beers adalah mitra dalam pertambangan di negara ini. Ini adalah operasi penambangan terbesar.

Lightbox didirikan pada tahun 2018 untuk mengganggu industri berlian yang tumbuh di laboratorium, membuat argumen bahwa berlian yang ditumbuhkan lab adalah produk yang berbeda dari berlian yang ditambang, “dengan atribut yang berbeda dan nilai yang berbeda.”

Penurunan 90% harga berlian yang ditanam lab grosir

Lightbox diluncurkan dengan harga transparan $ 800 per karat. Sejak itu, De Beers mengatakan bahwa harga berlian yang ditanam di laboratorium untuk perhiasan telah turun 90% pada grosir “melacak lebih dekat ke model biaya-plus karena mereka telah menyimpang dari harga berlian alami,” kata De Beers. Al Cook, CEO De Beers Group mengatakan itu menutup Lightbox karena penurunan harga ini. Setahun yang lalu Lightbox mengumumkan bahwa mereka memotong harga berlian menjadi $ 500 per karat.

“Nilai yang terus-menerus menurun dari berlian yang ditumbuhkan di lab dalam perhiasan menggarisbawahi perbedaan yang tumbuh antara produk-produk buatan pabrik ini dan berlian alami,” kata Cook dalam pernyataannya. “Lightbox telah membantu menyoroti perbedaan mendasar dalam nilai antara kedua kategori ini. Persaingan global terus meningkat dengan produksi berlian yang lebih murah dari Cina. Di AS, supermarket menurunkan harga perhiasan berlian yang ditanam di laboratorium. Secara keseluruhan, kami mengharapkan biaya dan harga berlian yang ditanam laboratorium untuk jatuh lebih jauh di sektor perhiasan.

De Beers juga mengatakan penutupan selaras dengan strategi yang disajikan setahun yang lalu untuk merampingkan bisnisnya untuk fokus pada kegiatan pengembalian tinggi.

“Ketika kami beralih ke perusahaan mandiri, kami terus mengoptimalkan bisnis kami, mengurangi biaya dan membangun de beers yang terfokus yang diposisikan untuk pertumbuhan yang menguntungkan,” kata Cook.

Fasilitas Berlian yang Ditumbuhkan Laboratorium untuk memproduksi berlian untuk pembuatan

Fasilitas manufaktur di Oregon akan digunakan semata -mata untuk memproduksi berlian untuk aplikasi industri dengan elemen enam, anak perusahaan kelompok de beers. Perusahaan sebelumnya memproduksi berlian yang ditanam laboratorium untuk Lightbox dan telah menghasilkan berlian yang ditanam di laboratorium untuk keperluan industri selama lebih dari 70 tahun. De Beers mengatakan perusahaan ini berada pada posisi yang baik untuk meraih potensi yang berkembang untuk aplikasi berlian sintetis di berbagai teknologi dan aplikasi baru.

Selain Oregon, elemen enam memiliki fasilitas manufaktur di Inggris, Irlandia, Jerman, dan Afrika Selatan.

“Penutupan yang direncanakan dari Lightbox mencerminkan komitmen kami terhadap berlian alami,” kata Cook. “Kami juga bersemangat dengan potensi komersial yang berkembang untuk berlian sintetis dalam teknologi dan ruang industri.”

De Beers tidak memberikan tanggal kapan bisnis Lightbox akan ditutup.

Menjelajahi implikasi etika dan hukum dari pengembangan organoid otak dari jaringan otak janin manusia.

Organoid otak, yang biasa disebut “otak mini,” bukanlah otak manusia yang sebenarnya. Namun, masalah etika seputar jaringan otak yang tumbuh di laboratorium ini, terutama yang berasal dari jaringan janin manusia, bisa jadi sangat manusiawi.

Para peneliti dari Sekolah Pascasarjana Humaniora dan Ilmu Sosial di Universitas Hiroshima memberikan wawasan berharga tentang kompleksitas yang melekat dalam penelitian organoid otak, memberikan kontribusi signifikan terhadap wacana yang sedang berlangsung seputar bioteknologi inovatif ini dan membuka jalan bagi pengambilan keputusan yang tepat serta pengelolaan hukum dan etika dalam mengejar kemajuan ilmiah.

Makalah mereka diterbitkan pada tanggal 4 Maret di Laporan EMBO.

Organoid otak adalah jaringan otak manusia tiga dimensi yang berasal dari sel induk, yang mampu berkembang menjadi berbagai jenis sel. Organoid ini mereplikasi kompleksitas otak manusia di laboratorium, sehingga memungkinkan peneliti mempelajari perkembangan dan penyakit otak dengan harapan memperoleh wawasan penting dan membuat kemajuan medis yang inovatif.

Tantangan Etika dan Hukum

Secara tradisional, organoid otak tumbuh dari sel induk pluripoten, subtipe yang sangat kuat yang merupakan ciri khas perkembangan embrio awal, tetapi teknologi baru kini memungkinkan untuk menghasilkan organoid ini dari sel otak janin manusia. Namun, metode ini menimbulkan perdebatan hukum dan etika yang lebih panas tentang organoid otak — perdebatan yang sudah intens dalam penelitian organoid konvensional.

“Penelitian kami berupaya untuk mengungkap dilema etika dan kompleksitas hukum yang sebelumnya sering diabaikan, yang muncul di persimpangan penelitian organoid tingkat lanjut dan penggunaan jaringan janin, yang sebagian besar diperoleh melalui aborsi elektif,” kata Tsutomu Sawai, seorang profesor madya di Universitas Hiroshima dan penulis utama penelitian tersebut.

Studi ini menyoroti kebutuhan mendesak akan kerangka regulasi yang canggih dan selaras secara global yang dirancang untuk menavigasi lanskap etika dan hukum yang kompleks dari penelitian organoid otak janin (FeBO). Makalah ini menekankan pentingnya protokol persetujuan yang diinformasikan, pertimbangan etika seputar kesadaran organoid, transplantasi organoid ke hewan, integrasi dengan sistem komputasi, dan perdebatan yang lebih luas terkait dengan penelitian embrio dan etika aborsi.

“Rencana kami adalah untuk secara aktif mengadvokasi pengembangan kerangka etika dan peraturan yang menyeluruh untuk penelitian organoid otak, termasuk penelitian FeBO, di tingkat nasional dan internasional,” kata Masanori Kataoka, seorang rekan peneliti di Universitas Hiroshima.

“Daripada dibatasi pada isu-isu kesadaran, kini lebih penting dari sebelumnya, untuk memajukan diskusi etika dan regulasi secara sistematis guna memajukan kemajuan ilmiah dan medis secara bertanggung jawab dan etis,” kata Sawai.

Ke depannya, duo peneliti ini berencana untuk terus mendukung kemajuan diskusi etika dan regulasi seputar penelitian organoid otak. Dengan mempromosikan kemajuan yang bertanggung jawab dan etis dalam sains dan kedokteran, mereka bertujuan untuk memastikan bahwa semua penelitian yang melibatkan organoid otak, termasuk FeBO, dilakukan dalam kerangka kerja yang mengutamakan martabat manusia dan integritas etika.

Referensi: “Tantangan etika dan hukum organoid yang berasal dari jaringan otak janin manusia” oleh Tsutomu Sawai dan Masanori Kataoka, 4 Maret 2024, Laporan EMBO.
Nomor Induk Kependudukan: 10.1038/s44319-024-00099-5

Penelitian ini didanai oleh Badan Penelitian dan Pengembangan Medis Jepang, Masyarakat Jepang untuk Pengembangan Ilmu Pengetahuan, Institut Penelitian Sains dan Teknologi untuk Masyarakat, dan Yayasan Uehiro untuk Etika dan Pendidikan.