Aceste descoperiri curioase au atras atenția editorilor C&EN anul acesta
de Krystal Vasquez
MISTERUL PEPTO-BISMOLULUI
Credit: Nat. Commun.
Structura subsalicilatului de bismut (Bi = roz; O = roșu; C = gri)
Anul acesta, o echipă de cercetători de la Universitatea din Stockholm a descifrat un mister vechi de un secol: structura subsalicilatului de bismut, ingredientul activ din Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Folosind difracția electronică, cercetătorii au descoperit că acest compus este aranjat în straturi asemănătoare tijelor. De-a lungul centrului fiecărei tije, anionii de oxigen alternează între a lega trei și patru cationi de bismut. Între timp, anionii salicilați se coordonează cu bismutul fie prin grupările lor carboxilice, fie prin grupările fenolice. Folosind tehnici de microscopie electronică, cercetătorii au descoperit, de asemenea, variații în stivuirea straturilor. Ei cred că această aranjare dezordonată ar putea explica de ce structura subsalicilatului de bismut a reușit să scape oamenilor de știință atât de mult timp.
Credit: Prin amabilitatea lui Roozbeh Jafari
Senzorii de grafen lipiți de antebraț pot oferi măsurători continue ale tensiunii arteriale.
TATUAJE CU TENSIUNE ARTERIALĂ
Timp de peste 100 de ani, monitorizarea tensiunii arteriale a însemnat să-ți fie strâns brațul cu o manșetă gonflabilă. Un dezavantaj al acestei metode este însă că fiecare măsurare reprezintă doar o mică imagine a sănătății cardiovasculare a unei persoane. Însă, în 2022, oamenii de știință au creat un „tatuaj” temporar din grafen care poate monitoriza continuu tensiunea arterială timp de câteva ore (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Matricea de senzori pe bază de carbon funcționează prin trimiterea de mici curenți electrici în antebrațul purtătorului și monitorizarea modului în care tensiunea se modifică pe măsură ce curentul se deplasează prin țesuturile corpului. Această valoare se corelează cu modificările volumului sanguin, pe care un algoritm computerizat le poate traduce în măsurători ale tensiunii arteriale sistolice și diastolice. Potrivit unuia dintre autorii studiului, Roozbeh Jafari de la Universitatea Texas A&M, dispozitivul ar oferi medicilor o modalitate discretă de a monitoriza sănătatea inimii unui pacient pe perioade lungi de timp. De asemenea, ar putea ajuta profesioniștii din domeniul medical să filtreze factorii externi care au impact asupra tensiunii arteriale - cum ar fi o vizită stresantă la medic.
RADICALI GENERATI DE OAMENI
Credit: Mikal Schlosser/TU Danemarca
Patru voluntari au stat într-o cameră cu climatizare controlată, astfel încât cercetătorii să poată studia modul în care oamenii afectează calitatea aerului din interior.
Oamenii de știință știu că produsele de curățare, vopseaua și odorizantele de cameră afectează calitatea aerului din interior. Cercetătorii au descoperit anul acesta că și oamenii pot face acest lucru. Prin plasarea a patru voluntari într-o cameră cu climat controlat, o echipă a descoperit că uleiurile naturale de pe pielea oamenilor pot reacționa cu ozonul din aer pentru a produce radicali hidroxil (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Odată formați, acești radicali extrem de reactivi pot oxida compușii din aer și pot produce molecule potențial dăunătoare. Uleiul de piele care participă la aceste reacții este scualenul, care reacționează cu ozonul pentru a forma 6-metil-5-hepten-2-onă (6-MHO). Ozonul reacționează apoi cu 6-MHO pentru a forma OH. Cercetătorii intenționează să dezvolte această lucrare investigând modul în care nivelurile acestor radicali hidroxil generați de om ar putea varia în diferite condiții de mediu. Între timp, ei speră că aceste descoperiri îi vor face pe oamenii de știință să regândească modul în care evaluează chimia aerului din interior, deoarece oamenii nu sunt adesea văzuți ca surse de emisii.
ȘTIINȚĂ SIGURĂ PENTRU BROAȘTE
Pentru a studia substanțele chimice pe care le elimină broaștele pentru a se apăra, cercetătorii trebuie să preleveze probe de piele de la animale. Însă tehnicile de prelevare existente dăunează adesea acestor amfibieni delicati sau chiar necesită eutanasie. În 2022, oamenii de știință au dezvoltat o metodă mai umană de a preleva probe de la broaște folosind un dispozitiv numit MasSpec Pen, care folosește un eșantionator asemănător unui stilou pentru a colecta alcaloizii prezenți pe spatele animalelor (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Dispozitivul a fost creat de Livia Eberlin, chimist analitic la Universitatea din Texas, Austin. Inițial, acesta a fost menit să ajute chirurgii să diferențieze între țesuturile sănătoase și cele canceroase din corpul uman, dar Eberlin și-a dat seama că instrumentul ar putea fi folosit pentru a studia broaștele după ce a întâlnit-o pe Lauren O'Connell, biolog la Universitatea Stanford, care studiază modul în care broaștele metabolizează și sechestrează alcaloizii.
Credit: Livia Eberlin
Un stilou de spectrometrie de masă poate preleva probe de la pielea broaștelor otrăvitoare fără a dăuna animalelor.
Credit: Science/Zhenan Bao
Un electrod conductiv și elastic poate măsura activitatea electrică a mușchilor unei caracatițe.
ELECTROZI POTRIVIȚI PENTRU O CARACATIȚĂ
Proiectarea bioelectronicii poate fi o lecție de compromis. Polimerii flexibili devin adesea rigizi pe măsură ce proprietățile lor electrice se îmbunătățesc. Însă o echipă de cercetători condusă de Zhenan Bao de la Universitatea Stanford a venit cu un electrod care este atât elastic, cât și conductiv, combinând ce e mai bun din ambele lumi. Piesa de rezistență a electrodului o reprezintă secțiunile sale interconectate - fiecare secțiune este optimizată să fie fie conductivă, fie maleabilă, astfel încât să nu contracareze proprietățile celeilalte. Pentru a-și demonstra abilitățile, Bao a folosit electrodul pentru a stimula neuronii din trunchiul cerebral al șoarecilor și pentru a măsura activitatea electrică a mușchilor unei caracatițe. Ea a prezentat rezultatele ambelor teste la reuniunea Societății Americane de Chimie din toamna anului 2022.
LEMN ANTIGLONȚ
Credit: ACS Nano
Această armură din lemn poate respinge gloanțele cu daune minime.
Anul acesta, o echipă de cercetători condusă de Huiqiao Li de la Universitatea de Știință și Tehnologie Huazhong a creat o armură din lemn suficient de puternică pentru a devia un glonț tras dintr-un revolver de calibrul 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Rezistența lemnului provine din straturile sale alternante de lignoceluloză și un polimer siloxan reticulat. Lignoceluloza rezistă fracturării datorită legăturilor sale secundare de hidrogen, care se pot reforma atunci când sunt rupte. Între timp, polimerul maleabil devine mai robust atunci când este lovit. Pentru a crea materialul, Li s-a inspirat din pirarucu, un pește sud-american cu pielea suficient de dură pentru a rezista dinților ascuțiți ca briciul unui piranha. Deoarece armura din lemn este mai ușoară decât alte materiale rezistente la impact, cum ar fi oțelul, cercetătorii cred că lemnul ar putea avea aplicații militare și aeronautice.
Data publicării: 19 decembrie 2022