Dessa konstiga upptäckter fångade C&EN-redaktörernas uppmärksamhet i år
av Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL MYSTERIE
Kredit: Nat.Commun.
Vismutsubsalicylats struktur (Bi = rosa; O = röd; C = grå)
I år knäckte ett team av forskare från Stockholms universitet ett hundraårigt mysterium: strukturen hos vismutsubsalicylat, den aktiva ingrediensen i Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Med hjälp av elektrondiffraktion fann forskarna att föreningen är ordnad i stavliknande lager.Längs mitten av varje stav växlar syreanjoner mellan att överbrygga tre och fyra vismutkatjoner.Salicylatanjonerna koordinerar under tiden till vismut genom antingen deras karboxyl- eller fenolgrupper.Med hjälp av elektronmikroskopitekniker upptäckte forskarna också variationer i lagerstaplingen.De tror att detta oordnade arrangemang kan förklara varför vismutsubsalicylats struktur har lyckats undvika vetenskapsmän så länge.
Kredit: Med tillstånd av Roozbeh Jafari
Grafensensorer fästa på underarmen kan ge kontinuerliga blodtrycksmätningar.
BLODTRYCKSTATUERINGAR
I över 100 år har övervakning av ditt blodtryck inneburit att armen kläms med en uppblåsbar manschett.En nackdel med denna metod är dock att varje mätning endast representerar en liten ögonblicksbild av en persons kardiovaskulära hälsa.Men 2022 skapade forskare en tillfällig grafen-"tatuering" som kontinuerligt kan övervaka blodtrycket i flera timmar åt gången (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Den kolbaserade sensoruppsättningen fungerar genom att skicka små elektriska strömmar in i bärarens underarm och övervaka hur spänningen ändras när strömmen rör sig genom kroppens vävnader.Detta värde korrelerar med förändringar i blodvolymen, som en datoralgoritm kan översätta till systoliska och diastoliska blodtrycksmätningar.Enligt en av studiens författare, Roozbeh Jafari från Texas A&M University, skulle enheten erbjuda läkare ett diskret sätt att övervaka en patients hjärthälsa under längre perioder.Det kan också hjälpa läkare att filtrera bort främmande faktorer som påverkar blodtrycket - som ett stressigt besök hos läkaren.
MÄNNISKGENERERADE RADIKALER
Kredit: Mikal Schlosser/TU Danmark
Fyra frivilliga satt i en klimatkontrollerad kammare så att forskare kunde studera hur människor påverkar inomhusluftens kvalitet.
Forskare vet att rengöringsprodukter, färg och luftfräschare alla påverkar inomhusluftens kvalitet.Forskare upptäckte i år att människor också kan.Genom att placera fyra frivilliga i en klimatkontrollerad kammare upptäckte ett team att naturliga oljor på människors hud kan reagera med ozon i luften för att producera hydroxyl (OH) radikaler (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).När de väl bildats kan dessa mycket reaktiva radikaler oxidera luftburna föreningar och producera potentiellt skadliga molekyler.Hudoljan som deltar i dessa reaktioner är skvalen, som reagerar med ozon och bildar 6-metyl-5-hepten-2-on (6-MHO).Ozon reagerar sedan med 6-MHO för att bilda OH.Forskarna planerar att bygga vidare på detta arbete genom att undersöka hur nivåerna av dessa mänskligt genererade hydroxylradikaler kan variera under olika miljöförhållanden.Under tiden hoppas de att dessa fynd kommer att få forskare att tänka om hur de bedömer inomhuskemi, eftersom människor inte ofta ses som källor till utsläpp.
GRODSÄKER VETENSKAP
För att studera kemikalierna som giftgrodor utsöndrar för att försvara sig behöver forskarna ta hudprover från djuren.Men befintliga provtagningstekniker skadar ofta dessa känsliga amfibier eller kräver till och med dödshjälp.År 2022 utvecklade forskare en mer human metod för att ta prov på grodor med hjälp av en enhet som kallas MasSpec Pen, som använder en pennliknande provtagare för att plocka upp alkaloider som finns på djurens rygg (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Enheten skapades av Livia Eberlin, en analytisk kemist vid University of Texas i Austin.Det var ursprungligen tänkt att hjälpa kirurger att skilja mellan friska och cancerösa vävnader i människokroppen, men Eberlin insåg att instrumentet kunde användas för att studera grodor efter att hon träffade Lauren O'Connell, en biolog vid Stanford University som studerar hur grodor metaboliserar och binder alkaloider .
Kredit: Livia Eberlin
En masspektrometripenna kan prova huden på giftgrodor utan att skada djuren.
Kredit: Science/Zhenan Bao
En stretchig, ledande elektrod kan mäta den elektriska aktiviteten hos en bläckfisks muskler.
ELEKTRODER PASSAR FÖR EN Bläckfisk
Att designa bioelektronik kan vara en lektion i att kompromissa.Flexibla polymerer blir ofta stela när deras elektriska egenskaper förbättras.Men ett team av forskare ledda av Stanford Universitys Zhenan Bao kom fram till en elektrod som är både stretchig och ledande, som kombinerar det bästa av två världar.Elektrodens del av motståndet är dess sammankopplade sektioner - varje sektion är optimerad för att vara antingen ledande eller formbar för att inte motverka den andras egenskaper.För att visa sin förmåga använde Bao elektroden för att stimulera nervceller i hjärnstammen hos möss och mäta den elektriska aktiviteten hos en bläckfisks muskler.Hon visade upp resultaten av båda testerna vid American Chemical Societys höstmöte 2022.
SKULTSÄKT TRÄ
Kredit: ACS Nano
Denna trärustning kan stöta bort kulor med minimal skada.
I år skapade ett team av forskare under ledning av Huiqiao Li vid Huazhong University of Science and Technology en trärustning som är stark nog att avleda ett kulskott från en 9 mm revolver (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Träets styrka kommer från dess alternerande ark av lignocellulosa och en tvärbunden siloxanpolymer.Lignocellulosan motstår sprickbildning tack vare dess sekundära vätebindningar, som kan återbildas när den bryts.Samtidigt blir den böjliga polymeren stadigare när den träffas.För att skapa materialet hämtade Li inspiration från pirarucu, en sydamerikansk fisk med hud som är tillräckligt tuff för att tåla en pirayans knivskarpa tänder.Eftersom trärustningen är lättare än andra slagtåliga material, som stål, tror forskarna att träet kan ha militära och flygtillämpningar.
Posttid: 19-12-2022