Ova neobična otkrića privukla su pažnju urednika C&EN-a ove godine.
od Krystal Vasquez
MISTERIJA PEPTO-BISMOLA
Zasluge: Nat. Commun.
Struktura bizmutovog subsalicilata (Bi = ružičasta; O = crvena; C = siva)
Ove godine, tim istraživača sa Univerziteta u Stockholmu razriješio je stoljetnu misteriju: strukturu bizmut subsalicilata, aktivnog sastojka u Pepto-Bismolu (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Koristeći elektronsku difrakciju, istraživači su otkrili da je spoj raspoređen u slojevima nalik štapićima. Duž središta svakog štapića, anioni kisika naizmjenično premošćuju tri i četiri kationa bizmuta. Anioni salicilata, u međuvremenu, koordiniraju se s bizmutom putem svojih karboksilnih ili fenolnih grupa. Koristeći tehnike elektronske mikroskopije, istraživači su također otkrili varijacije u slaganju slojeva. Vjeruju da bi ovaj poremećeni raspored mogao objasniti zašto je struktura bizmut subsalicilata toliko dugo izmicala naučnicima.
Zasluge: Ljubaznošću Roozbeh Jafari
Grafenski senzori pričvršćeni na podlakticu mogu omogućiti kontinuirano mjerenje krvnog pritiska.
TETOVAŽE KRVNOG PRITISKA
Više od 100 godina, praćenje krvnog pritiska značilo je stiskanje ruke manžetnom na naduvavanje. Međutim, jedan nedostatak ove metode je to što svako mjerenje predstavlja samo mali snimak kardiovaskularnog zdravlja osobe. Ali 2022. godine, naučnici su stvorili privremenu "tetovažu" od grafena koja može kontinuirano pratiti krvni pritisak nekoliko sati (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Niz senzora na bazi ugljika funkcioniše slanjem malih električnih struja u podlakticu korisnika i praćenjem kako se napon mijenja kako se struja kreće kroz tjelesna tkiva. Ova vrijednost korelira s promjenama u volumenu krvi, što kompjuterski algoritam može prevesti u mjerenja sistoličkog i dijastolnog krvnog pritiska. Prema jednoj od autorica studije, Roozbeh Jafari sa Univerziteta Texas A&M, uređaj bi ljekarima ponudio nenametljiv način praćenja zdravlja srca pacijenta tokom dužih perioda. To bi također moglo pomoći medicinskim stručnjacima da filtriraju vanjske faktore koji utječu na krvni pritisak - poput stresne posjete liječniku.
RADIKALI KOJE GENERIRA LJUDSKA KRETINA
Zasluge: Mikal Schlosser/TU Denmark
Četiri volontera sjedila su u klimatski kontroliranoj komori kako bi istraživači mogli proučavati kako ljudi utječu na kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru.
Naučnici znaju da sredstva za čišćenje, boje i osvježivači zraka utiču na kvalitet zraka u zatvorenom prostoru. Istraživači su ove godine otkrili da i ljudi mogu. Stavljanjem četiri volontera u komoru s kontroliranom klimom, tim je otkrio da prirodna ulja na ljudskoj koži mogu reagirati s ozonom u zraku stvarajući hidroksilne (OH) radikale (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Nakon što se formiraju, ovi visoko reaktivni radikali mogu oksidirati spojeve u zraku i proizvoditi potencijalno štetne molekule. Ulje kože koje učestvuje u ovim reakcijama je skvalen, koji reagira s ozonom formirajući 6-metil-5-hepten-2-on (6-MHO). Ozon zatim reagira sa 6-MHO formirajući OH. Istraživači planiraju nadograditi ovaj rad istraživanjem kako se nivoi ovih hidroksilnih radikala koje generira čovjek mogu razlikovati u različitim uvjetima okoline. U međuvremenu, nadaju se da će ovi nalazi natjerati naučnike da preispitaju način na koji procjenjuju hemiju u zatvorenom prostoru, budući da se ljudi često ne smatraju izvorima emisija.
NAUKA SIGURNA ZA ŽABE
Da bi proučili hemikalije koje otrovne žabe izlučuju kako bi se odbranile, istraživači moraju uzimati uzorke kože od životinja. Ali postojeće tehnike uzorkovanja često štete ovim osjetljivim vodozemcima ili čak zahtijevaju eutanaziju. 2022. godine, naučnici su razvili humaniju metodu za uzorkovanje žaba pomoću uređaja pod nazivom MasSpec Pen, koji koristi uzorkivač sličan olovci za prikupljanje alkaloida prisutnih na leđima životinja (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Uređaj je kreirala Livia Eberlin, analitička hemičarka na Univerzitetu Teksas u Austinu. Prvobitno je bio namijenjen da pomogne hirurzima da razlikuju zdrava od kancerogenih tkiva u ljudskom tijelu, ali je Eberlin shvatila da se instrument može koristiti za proučavanje žaba nakon što je upoznala Lauren O'Connell, biologinju na Univerzitetu Stanford koja proučava kako žabe metaboliziraju i vezivaju alkaloide.
Zasluge: Livia Eberlin
Olovka za masenu spektrometriju može uzeti uzorak kože otrovnih žaba bez nanošenja štete životinjama.
Zasluge: Science/Zhenan Bao
Rastezljiva, provodljiva elektroda može mjeriti električnu aktivnost mišića hobotnice.
ELEKTRODE POGODNE ZA HOBOTNICE
Dizajniranje bioelektronike može biti lekcija o kompromisu. Fleksibilni polimeri često postaju kruti kako se njihova električna svojstva poboljšavaju. Ali tim istraživača, predvođen Zhenan Bao sa Univerziteta Stanford, osmislio je elektrodu koja je i rastezljiva i provodljiva, kombinujući najbolje iz oba svijeta. Najveća prednost elektrode su njeni međusobno povezani dijelovi - svaki dio je optimizovan da bude ili provodljiv ili savitljiv kako ne bi suprotstavljao svojstvima drugog. Da bi demonstrirala svoje sposobnosti, Bao je koristila elektrodu za stimulaciju neurona u moždanom deblu miševa i mjerenje električne aktivnosti mišića hobotnice. Rezultate oba testa predstavila je na sastanku Američkog hemijskog društva u jesen 2022. godine.
NEPROBOJNO DRVO
Zasluge: ACS Nano
Ovaj drveni oklop može odbiti metke uz minimalnu štetu.
Ove godine, tim istraživača, predvođen Huiqiao Lijem sa Univerziteta nauke i tehnologije Huazhong, stvorio je drveni oklop dovoljno jak da odbije metak iz revolvera kalibra 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Čvrstoća drveta dolazi od naizmjeničnih slojeva lignoceluloze i umreženog siloksanskog polimera. Lignoceluloza je otporna na lomljenje zahvaljujući svojim sekundarnim vodikovim vezama, koje se mogu ponovo formirati kada se slome. U međuvremenu, savitljivi polimer postaje čvršći kada se udari. Da bi stvorio materijal, Li je crpio inspiraciju iz pirarucua, južnoameričke ribe čija je koža dovoljno čvrsta da izdrži oštre zube pirane. Budući da je drveni oklop lakši od drugih materijala otpornih na udarce, poput čelika, istraživači vjeruju da bi drvo moglo imati vojnu i avijacijsku primjenu.
Vrijeme objave: 19. decembar 2022.