Hierdie eienaardige ontdekkings het vanjaar die aandag van C&EN-redakteurs getrek
deur Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL-RAAISEL
Krediet: Nat. Kommun.
Bismutsubsalisilaat se struktuur (Bi = pienk; O = rooi; C = grys)
Hierdie jaar het 'n span navorsers van die Universiteit van Stockholm 'n eeu oue misterie ontrafel: die struktuur van bismutsubsalisilaat, die aktiewe bestanddeel in Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Deur elektrondiffraksie te gebruik, het die navorsers bevind dat die verbinding in staafagtige lae gerangskik is. Langs die middel van elke staaf wissel suurstofanione tussen die oorbrugging van drie en vier bismutkatione. Die salisilaatanione koördineer intussen met bismut deur hul karboksiel- of fenolgroepe. Deur elektronmikroskopietegnieke te gebruik, het die navorsers ook variasies in die laagstapeling ontdek. Hulle glo dat hierdie wanordelike rangskikking kan verklaar waarom bismutsubsalisilaat se struktuur wetenskaplikes so lank ontduik het.
Krediet: Met vergunning van Roozbeh Jafari
Grafeensensors wat aan die voorarm geheg is, kan deurlopende bloeddrukmetings verskaf.
BLOEDDRUK-TATOES
Vir meer as 100 jaar het die monitering van jou bloeddruk beteken dat jou arm met 'n opblaasbare manchet vasgedruk word. Een nadeel van hierdie metode is egter dat elke meting slegs 'n klein momentopname van 'n persoon se kardiovaskulêre gesondheid verteenwoordig. Maar in 2022 het wetenskaplikes 'n tydelike grafeen-"tatoeëermerk" geskep wat bloeddruk vir 'n paar uur op 'n slag voortdurend kan monitor (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Die koolstofgebaseerde sensorreeks werk deur klein elektriese strome in die draer se voorarm te stuur en te monitor hoe die spanning verander soos die stroom deur die liggaam se weefsels beweeg. Hierdie waarde korreleer met veranderinge in bloedvolume, wat 'n rekenaaralgoritme kan vertaal in sistoliese en diastoliese bloeddrukmetings. Volgens een van die studie se outeurs, Roozbeh Jafari van Texas A&M Universiteit, sal die toestel dokters 'n onopvallende manier bied om 'n pasiënt se hartgesondheid oor lang tydperke te monitor. Dit kan ook mediese professionele persone help om vreemde faktore wat bloeddruk beïnvloed, uit te filter – soos 'n stresvolle besoek aan die dokter.
MENSGEGENEREERDE RADIKALE
Krediet: Mikal Schlosser/TU Denmark
Vier vrywilligers het in 'n klimaatbeheerde kamer gesit sodat navorsers kon bestudeer hoe mense binnenshuise luggehalte beïnvloed.
Wetenskaplikes weet dat skoonmaakprodukte, verf en lugverfrissers almal binnenshuise luggehalte beïnvloed. Navorsers het vanjaar ontdek dat mense dit ook kan. Deur vier vrywilligers in 'n klimaatbeheerde kamer te plaas, het 'n span ontdek dat natuurlike olies op mense se vel met osoon in die lug kan reageer om hidroksiel (OH) radikale te produseer (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Sodra dit gevorm is, kan hierdie hoogs reaktiewe radikale lugverbindings oksideer en potensieel skadelike molekules produseer. Die velolie wat aan hierdie reaksies deelneem, is squaleen, wat met osoon reageer om 6-metiel-5-hepteen-2-oon (6-MHO) te vorm. Osoon reageer dan met 6-MHO om OH te vorm. Die navorsers beplan om op hierdie werk voort te bou deur te ondersoek hoe vlakke van hierdie mensgegenereerde hidroksielradikale onder verskillende omgewingstoestande kan wissel. Intussen hoop hulle dat hierdie bevindinge wetenskaplikes sal laat heroorweeg hoe hulle binnenshuise chemie beoordeel, aangesien mense nie dikwels as bronne van emissies gesien word nie.
PADDAVEILIGE WETENSKAP
Om die chemikalieë te bestudeer wat paddas vergiftig om hulself te verdedig, moet navorsers velmonsters van die diere neem. Maar bestaande monsternemingstegnieke benadeel dikwels hierdie delikate amfibieë of vereis selfs genadedood. In 2022 het wetenskaplikes 'n meer menslike metode ontwikkel om die paddas te monster met behulp van 'n toestel genaamd die MasSpec Pen, wat 'n penagtige monsternemer gebruik om alkaloïede wat op die rug van die diere teenwoordig is, op te tel (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Die toestel is geskep deur Livia Eberlin, 'n analitiese chemikus aan die Universiteit van Texas in Austin. Dit was oorspronklik bedoel om chirurge te help om te onderskei tussen gesonde en kankeragtige weefsels in die menslike liggaam, maar Eberlin het besef die instrument kan gebruik word om paddas te bestudeer nadat sy Lauren O'Connell ontmoet het, 'n bioloog aan die Stanford Universiteit wat bestudeer hoe paddas alkaloïede metaboliseer en sekwestreer.
Krediet: Livia Eberlin
'n Massaspektrometriepen kan die vel van giftige paddas monsters neem sonder om die diere skade aan te doen.
Krediet: Wetenskap/Zhenan Bao
'n Rekbare, geleidende elektrode kan die elektriese aktiwiteit van 'n seekat se spiere meet.
ELEKTRODES GESKIK VIR 'N SEKVAAT
Die ontwerp van bio-elektronika kan 'n les in kompromie wees. Buigsame polimere word dikwels styf namate hul elektriese eienskappe verbeter. Maar 'n span navorsers onder leiding van Stanford Universiteit se Zhenan Bao het 'n elektrode ontwikkel wat beide rekbaar en geleidend is, wat die beste van beide wêrelde kombineer. Die pièce de résistance van die elektrode is sy ineenpassende dele – elke deel is geoptimaliseer om óf geleidend óf smeebaar te wees sodat dit nie die eienskappe van die ander teenwerk nie. Om sy vermoëns te demonstreer, het Bao die elektrode gebruik om neurone in die breinstam van muise te stimuleer en die elektriese aktiwiteit van 'n seekat se spiere te meet. Sy het die resultate van beide toetse by die American Chemical Society se herfsvergadering van 2022 ten toon gestel.
KOELVRYE HOUT
Krediet: ACS Nano
Hierdie houtpantser kan koeëls met minimale skade afweer.
Vanjaar het 'n span navorsers onder leiding van Huiqiao Li van die Huazhong Universiteit van Wetenskap en Tegnologie 'n houtpantser geskep wat sterk genoeg is om 'n koeëlskoot van 'n 9 mm-rewolwer af te weer (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Die hout se sterkte kom van sy afwisselende velle lignocellulose en 'n kruisgekoppelde siloksaanpolimeer. Die lignocellulose weerstaan breuk danksy sy sekondêre waterstofbindings, wat kan hervorm wanneer dit gebreek word. Intussen word die buigsame polimeer stewiger wanneer dit getref word. Om die materiaal te skep, het Li inspirasie geput uit pirarucu, 'n Suid-Amerikaanse vis met vel wat sterk genoeg is om 'n piranha se skeermes-skerp tande te weerstaan. Omdat die houtpantser ligter is as ander impakbestande materiale, soos staal, glo die navorsers dat die hout militêre en lugvaarttoepassings kan hê.
Plasingstyd: 19 Desember 2022