Αυτές οι ιδιόμορφες ανακαλύψεις τράβηξαν την προσοχή των συντακτών της C&EN φέτος
από την Krystal Vasquez
ΜΥΣΤΗΡΙΟ ΠΕΠΤΟ-ΒΙΣΜΟΛ
Πίστωση: Nat.Commun.
Δομή του υποσαλικυλικού βισμούθιου (Bi = ροζ, O = κόκκινο, C = γκρι)
Φέτος, μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο της Στοκχόλμης έσπασε ένα μυστήριο αιώνων: τη δομή του υποσαλικυλικού βισμούθιου, του δραστικού συστατικού του Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Χρησιμοποιώντας περίθλαση ηλεκτρονίων, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η ένωση είναι διατεταγμένη σε στρώματα που μοιάζουν με ράβδο.Κατά μήκος του κέντρου κάθε ράβδου, ανιόντα οξυγόνου εναλλάσσονται μεταξύ τριών και τεσσάρων κατιόντων βισμούθιου.Τα σαλικυλικά ανιόντα, εν τω μεταξύ, συντονίζονται με το βισμούθιο είτε μέσω των καρβοξυλικών είτε των φαινολικών ομάδων τους.Χρησιμοποιώντας τεχνικές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας, οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης παραλλαγές στη στοίβαξη του στρώματος.Πιστεύουν ότι αυτή η διαταραγμένη διάταξη μπορεί να εξηγήσει γιατί η δομή του υποσαλικυλικού βισμούθιου κατάφερε να αποφύγει τους επιστήμονες για τόσο καιρό.
Πίστωση: Ευγενική προσφορά της Roozbeh Jafari
Οι αισθητήρες γραφενίου που είναι προσκολλημένοι στο αντιβράχιο μπορούν να παρέχουν συνεχείς μετρήσεις αρτηριακής πίεσης.
ΤΑΤΟΥΑΖ ΠΙΕΣΗΣ
Για περισσότερα από 100 χρόνια, η παρακολούθηση της αρτηριακής σας πίεσης σήμαινε ότι το χέρι σας σφίγγεται με μια φουσκωτή μανσέτα.Ένα μειονέκτημα αυτής της μεθόδου, ωστόσο, είναι ότι κάθε μέτρηση αντιπροσωπεύει μόνο ένα μικρό στιγμιότυπο της καρδιαγγειακής υγείας ενός ατόμου.Αλλά το 2022, οι επιστήμονες δημιούργησαν ένα προσωρινό «τατουάζ» γραφενίου που μπορεί να παρακολουθεί συνεχώς την αρτηριακή πίεση για αρκετές ώρες κάθε φορά (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Η συστοιχία αισθητήρων με βάση τον άνθρακα λειτουργεί στέλνοντας μικρά ηλεκτρικά ρεύματα στο αντιβράχιο του χρήστη και παρακολουθώντας πώς αλλάζει η τάση καθώς το ρεύμα κινείται στους ιστούς του σώματος.Αυτή η τιμή συσχετίζεται με αλλαγές στον όγκο του αίματος, τις οποίες ένας αλγόριθμος υπολογιστή μπορεί να μεταφράσει σε μετρήσεις συστολικής και διαστολικής αρτηριακής πίεσης.Σύμφωνα με έναν από τους συγγραφείς της μελέτης, τον Roozbeh Jafari του Πανεπιστημίου A&M του Τέξας, η συσκευή θα προσφέρει στους γιατρούς έναν διακριτικό τρόπο παρακολούθησης της υγείας της καρδιάς ενός ασθενούς για παρατεταμένες περιόδους.Θα μπορούσε επίσης να βοηθήσει τους επαγγελματίες του ιατρικού τομέα να φιλτράρουν τους εξωτερικούς παράγοντες που επηρεάζουν την αρτηριακή πίεση - όπως μια αγχωτική επίσκεψη στον γιατρό.
ΑΝΘΡΩΠΟΓΕΝΝΗΜΕΝΕΣ ΡΙΖΕΣ
Πίστωση: Mikal Schlosser/TU Δανία
Τέσσερις εθελοντές κάθισαν σε έναν ελεγχόμενο από το κλίμα θάλαμο, ώστε οι ερευνητές να μπορέσουν να μελετήσουν πώς οι άνθρωποι επηρεάζουν την ποιότητα του αέρα στους εσωτερικούς χώρους.
Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι τα προϊόντα καθαρισμού, τα χρώματα και τα αποσμητικά χώρου επηρεάζουν την ποιότητα του εσωτερικού αέρα.Οι ερευνητές ανακάλυψαν φέτος ότι και οι άνθρωποι μπορούν.Τοποθετώντας τέσσερις εθελοντές μέσα σε έναν ελεγχόμενο από το κλίμα θάλαμο, μια ομάδα ανακάλυψε ότι τα φυσικά έλαια στο δέρμα των ανθρώπων μπορούν να αντιδράσουν με το όζον στον αέρα για να παράγουν ρίζες υδροξυλίου (ΟΗ) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).Μόλις σχηματιστούν, αυτές οι εξαιρετικά αντιδραστικές ρίζες μπορούν να οξειδώσουν τις ενώσεις του αέρα και να παράγουν δυνητικά επιβλαβή μόρια.Το έλαιο του δέρματος που συμμετέχει σε αυτές τις αντιδράσεις είναι το σκουαλένιο, το οποίο αντιδρά με το όζον για να σχηματίσει την 6-μεθυλ-5-επτεν-2-όνη (6-MHO).Στη συνέχεια, το όζον αντιδρά με το 6-MHO για να σχηματίσει ΟΗ.Οι ερευνητές σχεδιάζουν να βασιστούν σε αυτό το έργο διερευνώντας πώς τα επίπεδα αυτών των ανθρωπογενών ριζών υδροξυλίου μπορεί να ποικίλλουν κάτω από διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες.Εν τω μεταξύ, ελπίζουν ότι αυτά τα ευρήματα θα κάνουν τους επιστήμονες να ξανασκεφτούν τον τρόπο με τον οποίο αξιολογούν τη χημεία σε εσωτερικούς χώρους, καθώς οι άνθρωποι δεν θεωρούνται συχνά ως πηγές εκπομπών.
ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΑΣΦΑΛΗΣ ΓΙΑ ΒΑΤΡΑΧΟΥΣ
Για να μελετήσουν τις χημικές ουσίες που δηλητηριάζουν οι βάτραχοι για να αμυνθούν, οι ερευνητές πρέπει να πάρουν δείγματα δέρματος από τα ζώα.Αλλά οι υπάρχουσες τεχνικές δειγματοληψίας συχνά βλάπτουν αυτά τα ευαίσθητα αμφίβια ή ακόμη και απαιτούν ευθανασία.Το 2022, οι επιστήμονες ανέπτυξαν μια πιο ανθρώπινη μέθοδο για τη δειγματοληψία των βατράχων χρησιμοποιώντας μια συσκευή που ονομάζεται MasSpec Pen, η οποία χρησιμοποιεί ένα δειγματολήπτη τύπου στυλό για να συλλέξει αλκαλοειδή που υπάρχουν στο πίσω μέρος των ζώων (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Η συσκευή δημιουργήθηκε από τη Livia Eberlin, μια αναλυτική χημική στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν.Αρχικά προοριζόταν να βοηθήσει τους χειρουργούς να διαφοροποιήσουν τους υγιείς και καρκινικούς ιστούς στο ανθρώπινο σώμα, αλλά η Eberlin συνειδητοποίησε ότι το όργανο θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη βατράχων αφού γνώρισε τη Lauren O'Connell, μια βιολόγο στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ που μελετά πώς οι βάτραχοι μεταβολίζουν και απομονώνουν αλκαλοειδή. .
Πίστωση: Livia Eberlin
Ένα στυλό φασματομετρίας μάζας μπορεί να δειγματίσει το δέρμα των δηλητηριωδών βατράχων χωρίς να βλάψει τα ζώα.
Credit: Science/Zhenan Bao
Ένα ελαστικό, αγώγιμο ηλεκτρόδιο μπορεί να μετρήσει την ηλεκτρική δραστηριότητα των μυών ενός χταποδιού.
ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΤΑΙΡΙΑΖΟΥΝ ΓΙΑ ΕΝΑ ΧΤΑΠΟΔΙ
Ο σχεδιασμός της βιοηλεκτρονικής μπορεί να είναι ένα μάθημα συμβιβασμού.Τα εύκαμπτα πολυμερή συχνά γίνονται άκαμπτα καθώς βελτιώνονται οι ηλεκτρικές τους ιδιότητες.Όμως, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Ζενάν Μπάο του Πανεπιστημίου του Στάνφορντ κατέληξε σε ένα ηλεκτρόδιο που είναι ταυτόχρονα ελαστικό και αγώγιμο, συνδυάζοντας τα καλύτερα και των δύο κόσμων.Το κομμάτι της αντίστασης του ηλεκτροδίου είναι τα αλληλοσυνδεόμενα τμήματα του—κάθε τμήμα έχει βελτιστοποιηθεί ώστε να είναι είτε αγώγιμο είτε εύπλαστο ώστε να μην εξουδετερώνει τις ιδιότητες του άλλου.Για να επιδείξει τις ικανότητές του, ο Bao χρησιμοποίησε το ηλεκτρόδιο για να διεγείρει τους νευρώνες στο εγκεφαλικό στέλεχος των ποντικών και να μετρήσει την ηλεκτρική δραστηριότητα των μυών ενός χταποδιού.Παρουσίασε τα αποτελέσματα και των δύο δοκιμών στη συνάντηση της American Chemical Society's Fall 2022.
Αλεξίσφαιρο ΞΥΛΟ
Πίστωση: ACS Nano
Αυτή η ξύλινη πανοπλία μπορεί να απωθήσει σφαίρες με ελάχιστη ζημιά.
Φέτος, μια ομάδα ερευνητών με επικεφαλής τον Huiqiao Li του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας Huazhong δημιούργησε μια ξύλινη θωράκιση αρκετά ισχυρή ώστε να εκτρέψει μια σφαίρα από ένα περίστροφο 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Η αντοχή του ξύλου προέρχεται από τα εναλλασσόμενα φύλλα λιγνοκυτταρίνης και ένα διασταυρωμένο πολυμερές σιλοξάνης.Η λιγνοκυτταρίνη αντιστέκεται στη θραύση χάρη στους δευτερογενείς δεσμούς υδρογόνου της, οι οποίοι μπορούν να ξαναδημιουργηθούν όταν σπάσουν.Εν τω μεταξύ, το εύκαμπτο πολυμερές γίνεται πιο ανθεκτικό όταν χτυπηθεί.Για να δημιουργήσει το υλικό, ο Λι άντλησε έμπνευση από το pirarucu, ένα ψάρι της Νότιας Αμερικής με δέρμα αρκετά σκληρό ώστε να αντέχει τα αιχμηρά δόντια ενός πιράνχας.Επειδή η ξύλινη θωράκιση είναι ελαφρύτερη από άλλα υλικά ανθεκτικά στην κρούση, όπως ο χάλυβας, οι ερευνητές πιστεύουν ότι το ξύλο θα μπορούσε να έχει στρατιωτικές και αεροπορικές εφαρμογές.
Ώρα δημοσίευσης: Δεκ-19-2022