Ova neobična otkrića privukla su pozornost 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 Sveučilišta u Stockholmu razriješio je stoljetnu misteriju: strukturu bizmutovog 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 bizmutova kationa. Salicilatni anioni, u međuvremenu, koordiniraju se s bizmutom putem svojih karboksilnih ili fenolnih skupina. Koristeći tehnike elektronske mikroskopije, istraživači su također otkrili varijacije u slaganju slojeva. Vjeruju da bi ovaj poremećeni raspored mogao objasniti zašto je struktura bizmutovog subsalicilata toliko dugo izmicala znanstvenicima.
Zasluge: Ljubaznošću Roozbeh Jafari
Grafenski senzori pričvršćeni na podlakticu mogu omogućiti kontinuirano mjerenje krvnog tlaka.
TETOVAŽE KRVNOG TLAKA
Više od 100 godina, praćenje krvnog tlaka značilo je stiskanje ruke napuhavajućom manžetom. Međutim, jedan nedostatak ove metode je taj što svako mjerenje predstavlja samo mali snimak kardiovaskularnog zdravlja osobe. No, 2022. godine znanstvenici su stvorili privremenu "tetovažu" od grafena koja može kontinuirano pratiti krvni tlak nekoliko sati (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Niz senzora na bazi ugljika djeluje 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 volumena krvi, što računalni algoritam može prevesti u mjerenja sistoličkog i dijastoličkog krvnog tlaka. Prema jednoj od autorica studije, Roozbeh Jafari sa Sveučilišta Texas A&M, uređaj bi liječnicima ponudio nenametljiv način praćenja zdravlja srca pacijenta tijekom duljih razdoblja. Također bi moglo pomoći medicinskim stručnjacima da filtriraju vanjske čimbenike koji utječu na krvni tlak - poput stresnog posjeta liječniku.
LJUDSKI GENERIRANI RADIKALI
Zasluge: Mikal Schlosser/TU Danska
Četiri volontera sjedila su u klimatski kontroliranoj komori kako bi istraživači mogli proučavati kako ljudi utječu na kvalitetu zraka u zatvorenom prostoru.
Znanstvenici znaju da sredstva za čišćenje, boje i osvježivači zraka utječu na kvalitetu 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 sudjeluje u tim reakcijama je skvalen, koji reagira s ozonom stvarajući 6-metil-5-hepten-2-on (6-MHO). Ozon zatim reagira sa 6-MHO stvarajući OH. Istraživači planiraju nadograditi ovaj rad istraživanjem kako se razine ovih hidroksilnih radikala koje stvaraju ljudi mogu razlikovati u različitim uvjetima okoline. U međuvremenu se nadaju da će ovi nalazi natjerati znanstvenike da preispitaju način na koji procjenjuju kemiju u zatvorenom prostoru, budući da se ljudi često ne smatraju izvorima emisija.
ZNANOST SIGURNA ZA ŽABE
Kako bi proučili kemikalije koje otrovne žabe izlučuju kako bi se obranile, istraživači moraju uzimati uzorke kože s životinja. No postojeće tehnike uzorkovanja često štete ovim osjetljivim vodozemcima ili čak zahtijevaju eutanaziju. Godine 2022. znanstvenici su razvili humaniju metodu uzorkovanja žaba pomoću uređaja nazvanog MasSpec Pen, koji koristi uzorkivač nalik olovci za prikupljanje alkaloida prisutnih na leđima životinja (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Uređaj je izradila Livia Eberlin, analitička kemičarka na Sveučilištu Texas u Austinu. Izvorno je bio namijenjen pomoći kirurzima u razlikovanju zdravog od kancerogenog tkiva u ljudskom tijelu, ali Eberlin je shvatila da bi se instrument mogao koristiti za proučavanje žaba nakon što je upoznala Lauren O'Connell, biologinju na Sveučilištu Stanford koja proučava kako žabe metaboliziraju i vežu alkaloide.
Zasluge: Livia Eberlin
Olovka za masenu spektrometriju može uzeti uzorak kože otrovnih žaba bez nanošenja štete životinjama.
Zasluge: Science/Zhenan Bao
Rastezljiva, vodljiva 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. No, tim istraživača predvođen Zhenan Bao sa Sveučilišta Stanford osmislio je elektrodu koja je i rastezljiva i vodljiva, kombinirajući najbolje iz oba svijeta. Najvažnija karakteristika elektrode su njezini međusobno povezani dijelovi - svaki dio je optimiziran da bude ili vodljiv ili savitljiv kako ne bi suzbijao svojstva drugog. Kako bi demonstrirala svoje sposobnosti, Bao je koristila elektrodu za stimuliranje neurona u moždanom deblu miševa i mjerenje električne aktivnosti mišića hobotnice. Rezultate oba testa predstavila je na sastanku Američkog kemijskog društva u jesen 2022.
NEPROBOJNO DRVO
Zasluge: ACS Nano
Ovaj drveni oklop može odbiti metke uz minimalnu štetu.
Ove je godine tim istraživača predvođen Huiqiao Lijem sa Sveučilišta znanosti i tehnologije Huazhong stvorio drveni oklop dovoljno čvrst da odbije metak iz revolvera kalibra 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Čvrstoća drva dolazi od naizmjeničnih slojeva lignoceluloze i umreženog siloksanskog polimera. Lignoceluloza je otporna na lomljenje zahvaljujući sekundarnim vodikovim vezama, koje se mogu ponovno formirati kada se slome. U međuvremenu, savitljivi polimer postaje čvršći kada se udari. Za stvaranje materijala, Li je inspiraciju crpio 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 zrakoplovnu primjenu.
Vrijeme objave: 19. prosinca 2022.