Dizze eigensinnige ûntdekkingen lutsen dit jier de oandacht fan C&EN-redakteuren
troch Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL MYSTERY
Kredyt: Nat. Commun.
Struktuer fan bismutsubsalicylaat (Bi = rôze; O = read; C = griis)
Dit jier hat in team fan ûndersikers fan 'e Universiteit fan Stockholm in ieu âld mystearje ûntdutsen: de struktuer fan bismutsubsalicylaat, it aktive yngrediïnt yn Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Mei help fan elektronendiffraksje fûnen de ûndersikers dat de ferbining yn stêffoarmige lagen rangearre is. Yn it midden fan elke stêf wikselje soerstofanionen ôf tusken it oerbrêgjen fan trije en fjouwer bismutkationen. De salicylaatanionen koördinearje ûnderwilens mei bismut fia har karboksyl- of fenolgroepen. Mei help fan elektronenmikroskopietechniken ûntdutsen de ûndersikers ek fariaasjes yn 'e laachstapeling. Se leauwe dat dizze ûnregelmjittige rangskikking kin ferklearje wêrom't de struktuer fan bismutsubsalicylaat wittenskippers sa lang ûntkommen is.
Kredyt: Mei dank oan Roozbeh Jafari
Grafeensensors dy't oan 'e ûnderearm plakt binne, kinne trochgeande bloeddrukmjittingen leverje.
Bloeddruktattoos
Al mear as 100 jier betsjut it kontrolearjen fan jo bloeddruk dat jo jo earm mei in opblaasbare manchet yninoar knipt hawwe. Ien neidiel fan dizze metoade is lykwols dat elke mjitting mar in lytse momintopname fan 'e kardiovaskulêre sûnens fan in persoan fertsjintwurdiget. Mar yn 2022 makken wittenskippers in tydlike grafeen "tatoeaazje" dy't de bloeddruk ferskate oeren tagelyk kontinu kin kontrolearje (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). De sensorarray op basis fan koalstof wurket troch lytse elektryske streamen yn 'e ûnderearm fan' e drager te stjoeren en te kontrolearjen hoe't de spanning feroaret as de stroom troch de weefsels fan it lichem beweecht. Dizze wearde korrelearret mei feroaringen yn bloedfolume, dy't in kompjûteralgoritme kin oersette yn systolyske en diastolyske bloeddrukmjittingen. Neffens ien fan 'e auteurs fan' e stúdzje, Roozbeh Jafari fan 'e Texas A&M University, soe it apparaat dokters in ûnopfallende manier biede om de hertsûnens fan in pasjint oer langere perioaden te kontrolearjen. It kin medyske professionals ek helpe om frjemde faktoaren út te filterjen dy't ynfloed hawwe op 'e bloeddruk - lykas in stressfol besite oan 'e dokter.
Troch minsken generearre radikalen
Credit: Mikal Schlosser/TU Denmark
Fjouwer frijwilligers sieten yn in klimaatkontroleare keamer, sadat ûndersikers bestudearje koene hoe't minsken de luchtkwaliteit binnen beynfloedzje.
Wittenskippers witte dat skjinmaakprodukten, ferve en loftferfrissers allegear ynfloed hawwe op 'e kwaliteit fan 'e binnenlucht. Undersykers hawwe dit jier ûntdutsen dat minsken dat ek kinne. Troch fjouwer frijwilligers yn in klimaatkontroleare keamer te pleatsen, ûntduts in team dat natuerlike oaljes op 'e hûd fan minsken kinne reagearje mei ozon yn 'e loft om hydroxyl (OH) radikalen te produsearjen (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Sadree't se foarme binne, kinne dizze tige reaktive radikalen ferbiningen yn 'e loft oksidearje en potinsjeel skealike molekulen produsearje. De hûdoalje dy't meidocht oan dizze reaksjes is squaleen, dat reagearret mei ozon om 6-methyl-5-hepten-2-on (6-MHO) te foarmjen. Ozon reagearret dan mei 6-MHO om OH te foarmjen. De ûndersikers binne fan plan om fierder te bouwen op dit wurk troch te ûndersykjen hoe't de nivo's fan dizze troch minsken generearre hydroxylradikalen kinne ferskille ûnder ferskate miljeu-omstannichheden. Yn 'e tuskentiid hoopje se dat dizze befiningen wittenskippers sille opnij betinke hoe't se binnengemy beoardielje, om't minsken net faak sjoen wurde as boarnen fan útstjit.
FROG-FEILIGE WITTENSKIP
Om de gemikaliën te bestudearjen dy't kikkerts fergiftigje om harsels te ferdigenjen, moatte ûndersikers hûdmonsters fan 'e bisten nimme. Mar besteande samplingtechniken skeaje dizze delikate amfibyen faak of fereaskje sels eutanasje. Yn 2022 ûntwikkelen wittenskippers in humaner metoade om de kikkerts te samplen mei in apparaat mei de namme MasSpec Pen, dat in pinne-eftige sampler brûkt om alkaloïden op 'e rêch fan' e bisten op te heljen (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). It apparaat is makke troch Livia Eberlin, in analytyske skiekundige oan 'e Universiteit fan Teksas yn Austin. It wie oarspronklik bedoeld om sjirurgen te helpen ûnderskied te meitsjen tusken sûne en kankerige weefsels yn it minsklik lichem, mar Eberlin realisearre har dat it ynstrumint brûkt wurde koe om kikkerts te bestudearjen nei't se Lauren O'Connell moete, in biolooch oan 'e Stanford University dy't bestudearret hoe't kikkerts alkaloïden metabolisearje en sekwestrearje.
Kredyt: Livia Eberlin
In massaspektrometrypinne kin de hûd fan giftige kikkerts nimme sûnder de bisten skea te dwaan.
Kredyt: Wittenskip / Zhenan Bao
In rekbere, geleidende elektrode kin de elektryske aktiviteit fan 'e spieren fan in octopus mjitte.
ELEKTRODEN GESCHIKT FOAR IN OCTOPUS
It ûntwerpen fan bio-elektroanika kin in les yn kompromissen wêze. Fleksibele polymearen wurde faak stiif as har elektryske eigenskippen ferbetterje. Mar in team fan ûndersikers ûnder lieding fan Zhenan Bao fan Stanford University kaam mei in elektrode dy't sawol rekber as geliedend is, en it bêste fan beide wrâlden kombinearret. It stik wjerstân fan 'e elektrode is de yninoar gripende seksjes - elke seksje is optimalisearre om of geliedend of kneedber te wêzen, sadat de eigenskippen fan 'e oare net tsjinwurke wurde. Om syn kapasiteiten te demonstrearjen, brûkte Bao de elektrode om neuroanen yn 'e harsensstamme fan mûzen te stimulearjen en de elektryske aktiviteit fan 'e spieren fan in octopus te mjitten. Se presintearre de resultaten fan beide testen op 'e gearkomste fan 'e American Chemical Society yn 'e hjerst fan 2022.
Kûgelfrij hout
Kredyt: ACS Nano
Dit houten pânser kin kûgels mei minimale skea ôfwize.
Dit jier hat in team fan ûndersikers ûnder lieding fan Huiqiao Li fan 'e Huazhong University of Science and Technology in houten pânser makke dy't sterk genôch is om in kûgelskot fan in 9 mm revolver ôf te kearen (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). De sterkte fan it hout komt fan syn ôfwikseljende platen fan lignocellulose en in cross-linked siloxaanpolymeer. De lignocellulose is bestand tsjin brekken tanksij syn sekundêre wetterstofbiningen, dy't opnij foarmje kinne as se brutsen wurde. Underwilens wurdt it plooibere polymeer steviger as it rekke wurdt. Om it materiaal te meitsjen, helle Li ynspiraasje út pirarucu, in Súd-Amerikaanske fisk mei in hûd dy't sterk genôch is om de skearmesskerpe tosken fan in piranha te wjerstean. Omdat it houten pânser lichter is as oare slagbestindige materialen, lykas stiel, leauwe de ûndersikers dat it hout militêre en loftfearttapassingen hawwe kin.
Pleatsingstiid: 19 desimber 2022