Ta nenavadna odkritja so letos pritegnila pozornost urednikov C&EN
avtorice Krystal Vasquez
SKRIVNOST PEPTO-BISMOLA
Zasluge: Nat. Commun.
Struktura bizmutovega subsalicilata (Bi = roza; O = rdeča; C = siva)
Letos je ekipa raziskovalcev z Univerze v Stockholmu razvozlala stoletno skrivnost: strukturo bizmutovega subsalicilata, aktivne sestavine v Pepto-Bismolu (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Raziskovalci so z uporabo elektronske difrakcije ugotovili, da je spojina razporejena v paličastih plasteh. Vzdolž središča vsake palice se kisikovi anioni izmenično vežejo na tri in štiri bizmutove katione. Salicilatni anioni se medtem koordinirajo z bizmutom prek svojih karboksilnih ali fenolnih skupin. Z uporabo tehnik elektronske mikroskopije so raziskovalci odkrili tudi razlike v zlaganju plasti. Verjamejo, da bi ta neurejena razporeditev lahko pojasnila, zakaj se je struktura bizmutovega subsalicilata tako dolgo izmikala znanstvenikom.
Zasluge: Z dovoljenjem Roozbeh Jafari
Grafenski senzorji, pritrjeni na podlaket, lahko zagotavljajo neprekinjeno merjenje krvnega tlaka.
TETOVAŽE KRVNEGA TLAKA
Že več kot 100 let je spremljanje krvnega tlaka pomenilo stiskanje roke z napihljivo manšeto. Slaba stran te metode pa je, da vsaka meritev predstavlja le majhen posnetek človekovega srčno-žilnega zdravja. Leta 2022 pa so znanstveniki ustvarili začasno grafensko "tetovažo", ki lahko neprekinjeno spremlja krvni tlak več ur hkrati (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Senzorski niz na osnovi ogljika deluje tako, da v podlaket uporabnika pošilja majhne električne tokove in spremlja, kako se napetost spreminja, ko tok teče skozi telesna tkiva. Ta vrednost je povezana s spremembami volumna krvi, ki jih lahko računalniški algoritem pretvori v meritve sistoličnega in diastoličnega krvnega tlaka. Po besedah ene od avtoric študije, Roozbeh Jafari z univerze Texas A&M, bi naprava zdravnikom ponudila neopazen način za spremljanje bolnikovega zdravja srca v daljšem časovnem obdobju. Prav tako bi lahko zdravstvenim delavcem pomagalo izločiti zunanje dejavnike, ki vplivajo na krvni tlak, kot je stresen obisk zdravnika.
ČLOVEŠKI GENERIRANE RADIKALE
Zasluge: Mikal Schlosser/TU Danska
Štirje prostovoljci so sedeli v klimatizirani komori, da bi raziskovalci lahko preučevali, kako ljudje vplivajo na kakovost zraka v zaprtih prostorih.
Znanstveniki vedo, da čistila, barve in osvežilci zraka vplivajo na kakovost zraka v zaprtih prostorih. Raziskovalci so letos odkrili, da lahko tudi ljudje. Z namestitvijo štirih prostovoljcev v klimatsko nadzorovano komoro je ekipa odkrila, da lahko naravna olja na človeški koži reagirajo z ozonom v zraku in tvorijo hidroksilne (OH) radikale (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Ko se ti zelo reaktivni radikali oblikujejo, lahko oksidirajo spojine v zraku in proizvedejo potencialno škodljive molekule. Kožno olje, ki sodeluje v teh reakcijah, je skvalen, ki reagira z ozonom in tvori 6-metil-5-hepten-2-on (6-MHO). Ozon nato reagira s 6-MHO in tvori OH. Raziskovalci nameravajo to delo nadgraditi z raziskovanjem, kako se lahko ravni teh hidroksilnih radikalov, ki jih ustvarja človek, spreminjajo v različnih okoljskih pogojih. Medtem upajo, da bodo te ugotovitve znanstvenike spodbudile k ponovnemu premisleku o tem, kako ocenjujejo kemijo v zaprtih prostorih, saj ljudje pogosto niso vir emisij.
ZNANOST, VARNA ZA ŽABE
Za preučevanje kemikalij, ki jih strupene žabe izločajo za samoobrambo, morajo raziskovalci živalim odvzeti vzorce kože. Vendar pa obstoječe tehnike vzorčenja pogosto škodujejo tem občutljivim dvoživkam ali celo zahtevajo evtanazijo. Leta 2022 so znanstveniki razvili bolj humano metodo za vzorčenje žab z napravo, imenovano MasSpec Pen, ki uporablja vzorčevalnik, podoben peresu, za pobiranje alkaloidov, prisotnih na hrbtu živali (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Napravo je ustvarila Livia Eberlin, analitična kemičarka na Univerzi v Teksasu v Austinu. Prvotno je bila namenjena pomoči kirurgom pri razlikovanju med zdravimi in rakavimi tkivi v človeškem telesu, vendar je Eberlin spoznala, da bi se instrument lahko uporabljal za preučevanje žab, potem ko je spoznala Lauren O'Connell, biologinjo na Univerzi Stanford, ki preučuje, kako žabe presnavljajo in vežejo alkaloide.
Avtorstvo: Livia Eberlin
Pero za masno spektrometrijo lahko vzorči kožo strupenih žab, ne da bi živalim pri tem škodovalo.
Zasluge: Znanost/Zhenan Bao
Raztegljiva, prevodna elektroda lahko meri električno aktivnost mišic hobotnice.
ELEKTRODE, PRIMERNE ZA HOBOTNICE
Oblikovanje bioelektronike je lahko lekcija o kompromisih. Fleksibilni polimeri pogosto postanejo togi, ko se njihove električne lastnosti izboljšajo. Toda ekipa raziskovalcev pod vodstvom Zhenan Bao z Univerze Stanford je zasnovala elektrodo, ki je hkrati raztegljiva in prevodna, in združuje najboljše iz obeh svetov. Bistvo elektrode so njeni prepleteni deli – vsak del je optimiziran tako, da je bodisi prevoden bodisi voljen, da ne bi nasprotoval lastnostim drugega. Da bi Bao dokazala njene sposobnosti, je z elektrodo stimulirala nevrone v možganskem deblu miši in merila električno aktivnost mišic hobotnice. Rezultate obeh testov je predstavila na jesenskem srečanju Ameriškega kemijskega društva leta 2022.
NEPREBORNI LES
Zasluge: ACS Nano
Ta leseni oklep lahko odbije krogle z minimalno škodo.
Letos je ekipa raziskovalcev pod vodstvom Huiqiao Lija z Univerze za znanost in tehnologijo Huazhong ustvarila lesen oklep, ki je dovolj močan, da odbije kroglo iz 9-milimetrskega revolverja (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Trdnost lesa izvira iz izmeničnih plasti lignoceluloze in zamreženega siloksanskega polimera. Lignoceluloza se upira lomljenju zaradi sekundarnih vodikovih vezi, ki se lahko ob pretrganju ponovno oblikujejo. Medtem prožen polimer postane ob udarcu trši. Li je za ustvarjanje materiala črpal navdih iz pirarucuja, južnoameriške ribe, katere koža je dovolj trda, da prenese ostre zobe piraje. Ker je lesen oklep lažji od drugih materialov, odpornih na udarce, kot je jeklo, raziskovalci menijo, da bi se les lahko uporabljal v vojski in letalstvu.
Čas objave: 19. dec. 2022