Penemuan unik ini menarik perhatian editor C&EN tahun ini
oleh Krystal Vasquez
MISTERI PEPTO-BISMOL
Kredit: Nat.Commun.
Struktur bismut subsalicylate (Bi = merah jambu; O = merah; C = kelabu)
Pada tahun ini, satu pasukan penyelidik dari Universiti Stockholm memecahkan misteri berabad lamanya: struktur bismut subsalicylate, bahan aktif dalam Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Menggunakan pembelauan elektron, para penyelidik mendapati bahawa sebatian itu disusun dalam lapisan seperti rod.Di sepanjang pusat setiap rod, anion oksigen bergantian antara merapatkan tiga dan empat kation bismut.Anion salisilat, sementara itu, menyelaras kepada bismut melalui sama ada kumpulan karboksilik atau fenoliknya.Menggunakan teknik mikroskop elektron, para penyelidik juga menemui variasi dalam susunan lapisan.Mereka percaya susunan tidak teratur ini mungkin menjelaskan mengapa struktur bismut subsalicylate telah berjaya mengelak saintis untuk sekian lama.
Kredit: Ihsan Roozbeh Jafari
Penderia graphene yang melekat pada lengan bawah boleh memberikan pengukuran tekanan darah yang berterusan.
TATO TEKANAN DARAH
Selama lebih 100 tahun, memantau tekanan darah anda bermakna lengan anda dipicit dengan manset kembung.Walau bagaimanapun, satu kelemahan kaedah ini ialah setiap ukuran hanya mewakili gambaran kecil kesihatan kardiovaskular seseorang.Tetapi pada tahun 2022, saintis mencipta "tatu" graphene sementara yang boleh memantau tekanan darah secara berterusan selama beberapa jam pada satu masa (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Susunan sensor berasaskan karbon beroperasi dengan menghantar arus elektrik kecil ke lengan bawah pemakai dan memantau bagaimana voltan berubah apabila arus bergerak melalui tisu badan.Nilai ini berkorelasi dengan perubahan dalam jumlah darah, yang algoritma komputer boleh menterjemahkan kepada pengukuran tekanan darah sistolik dan diastolik.Menurut salah seorang pengarang kajian, Roozbeh Jafari dari Texas A&M University, peranti itu akan menawarkan doktor cara yang tidak mengganggu untuk memantau kesihatan jantung pesakit dalam tempoh yang lama.Ia juga boleh membantu profesional perubatan menapis faktor luar yang memberi kesan kepada tekanan darah—seperti lawatan yang menekan kepada doktor.
RADIKAL YANG DIJANA MANUSIA
Kredit: Mikal Schlosser/TU Denmark
Empat sukarelawan duduk di dalam ruang terkawal iklim supaya penyelidik dapat mengkaji bagaimana manusia mempengaruhi kualiti udara dalaman.
Para saintis tahu bahawa produk pembersihan, cat dan penyegar udara semuanya menjejaskan kualiti udara dalaman.Penyelidik mendapati tahun ini bahawa manusia juga boleh.Dengan menempatkan empat sukarelawan di dalam ruang terkawal iklim, satu pasukan mendapati bahawa minyak semula jadi pada kulit manusia boleh bertindak balas dengan ozon di udara untuk menghasilkan radikal hidroksil (OH) (Sains 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).Setelah terbentuk, radikal yang sangat reaktif ini boleh mengoksidakan sebatian bawaan udara dan menghasilkan molekul yang berpotensi berbahaya.Minyak kulit yang mengambil bahagian dalam tindak balas ini ialah squalene, yang bertindak balas dengan ozon untuk membentuk 6-metil-5-hepten-2-satu (6-MHO).Ozon kemudian bertindak balas dengan 6-MHO untuk membentuk OH.Para penyelidik merancang untuk membina kerja ini dengan menyiasat bagaimana tahap radikal hidroksil yang dihasilkan manusia ini mungkin berbeza-beza di bawah keadaan persekitaran yang berbeza.Sementara itu, mereka berharap penemuan ini akan membuatkan saintis memikirkan semula cara mereka menilai kimia dalaman, kerana manusia tidak sering dilihat sebagai sumber pelepasan.
ILMU SELAMAT KATAK
Untuk mengkaji bahan kimia yang meracuni katak untuk mempertahankan diri, penyelidik perlu mengambil sampel kulit daripada haiwan tersebut.Tetapi teknik persampelan sedia ada sering membahayakan amfibia yang halus ini atau bahkan memerlukan euthanasia.Pada tahun 2022, saintis membangunkan kaedah yang lebih berperikemanusiaan untuk mencuba katak menggunakan peranti yang dipanggil MasSpec Pen, yang menggunakan pensampel seperti pen untuk mengambil alkaloid yang terdapat di belakang haiwan (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Peranti itu dicipta oleh Livia Eberlin, seorang ahli kimia analitik di Universiti Texas di Austin.Ia pada asalnya bertujuan untuk membantu pakar bedah membezakan antara tisu yang sihat dan kanser dalam tubuh manusia, tetapi Eberlin menyedari instrumen itu boleh digunakan untuk mengkaji katak selepas dia bertemu dengan Lauren O'Connell, ahli biologi di Universiti Stanford yang mengkaji bagaimana katak memetabolismekan dan mengasingkan alkaloid. .
Kredit: Livia Eberlin
Pen spektrometri jisim boleh mencuba kulit katak beracun tanpa membahayakan haiwan.
Kredit: Sains/Zhenan Bao
Elektrod konduktif yang renggang boleh mengukur aktiviti elektrik otot sotong.
ELEKTROD SESUAI UNTUK SOGIT
Mereka bentuk bioelektronik boleh menjadi pengajaran dalam kompromi.Polimer fleksibel sering menjadi tegar apabila sifat elektriknya bertambah baik.Tetapi satu pasukan penyelidik yang diketuai oleh Zhenan Bao dari Universiti Stanford menghasilkan elektrod yang kedua-duanya tegang dan konduktif, menggabungkan yang terbaik dari kedua-dua dunia.Pièce de résistance bagi elektrod ialah bahagian yang saling mengunci—setiap bahagian dioptimumkan sama ada konduktif atau boleh ditempa supaya tidak melawan sifat bahagian yang lain.Untuk menunjukkan kebolehannya, Bao menggunakan elektrod untuk merangsang neuron dalam batang otak tikus dan mengukur aktiviti elektrik otot sotong.Dia mempamerkan keputusan kedua-dua ujian pada mesyuarat American Chemical Society's Fall 2022.
KAYU KALIS PELURU
Kredit: ACS Nano
Perisai kayu ini boleh menangkis peluru dengan kerosakan yang minimum.
Tahun ini, pasukan penyelidik yang diketuai oleh Huiqiao Li dari Universiti Sains dan Teknologi Huazhong mencipta perisai kayu yang cukup kuat untuk membelok tembakan peluru daripada revolver 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Kekuatan kayu itu berasal dari kepingan lignoselulosa yang berselang-seli dan polimer siloksan bersilang.Lignoselulosa tahan patah terima kasih kepada ikatan hidrogen sekundernya, yang boleh terbentuk semula apabila pecah.Sementara itu, polimer lentur menjadi lebih kukuh apabila dipukul.Untuk mencipta bahan itu, Li mendapat inspirasi daripada pirarucu, ikan Amerika Selatan dengan kulit yang cukup kuat untuk menahan gigi piranha yang tajam.Oleh kerana perisai kayu lebih ringan daripada bahan tahan hentaman lain, seperti keluli, para penyelidik percaya kayu itu boleh mempunyai aplikasi ketenteraan dan penerbangan.
Masa siaran: Dis-19-2022