Nämä omituiset löydöt herättivät C&EN:n toimittajien huomion tänä vuonna
Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL-MYSTEERI
Kuva: Kansallinen yhteisö.
Vismuttisubsalisylaatin rakenne (Bi = vaaleanpunainen; O = punainen; C = harmaa)
Tänä vuonna Tukholman yliopiston tutkijaryhmä ratkaisi vuosisadan vanhan mysteerin: vismuttisubsalisylaatin, Pepto-Bismolin vaikuttavan aineosan, rakenteen (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Elektronidiffraktiota käyttäen tutkijat havaitsivat, että yhdiste on järjestäytynyt sauvamaisiin kerroksiin. Kunkin sauvan keskellä happianionit vuorottelevat silloittaen kolmea tai neljää vismuttikationia. Salisylaattianionit puolestaan koordinoituvat vismuttiin joko karboksyyli- tai fenoliryhmiensä kautta. Elektronimikroskopiatekniikoita käyttämällä tutkijat löysivät myös vaihteluita kerrosten pinoamisessa. He uskovat, että tämä epäjärjestynyt järjestys saattaa selittää, miksi vismuttisubsalisylaatin rakenne on onnistunut välttämään tiedemiehiltä niin kauan.
Kuva: Roozbeh Jafarin luvalla
Kyynärvarteen kiinnitetyt grafeenianturit voivat tarjota jatkuvia verenpainemittauksia.
Verenpainetatuoinnit
Yli 100 vuoden ajan verenpaineen seuranta on tarkoittanut käsivarren puristamista puhallettavalla mansetilla. Yksi tämän menetelmän haittapuoli on kuitenkin se, että jokainen mittaus edustaa vain pientä tilannekuvaa henkilön sydän- ja verisuoniterveydestä. Vuonna 2022 tiedemiehet loivat kuitenkin väliaikaisen grafeeni"tatuoinnin", joka voi jatkuvasti seurata verenpainetta useita tunteja kerrallaan (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Hiilipohjainen anturiryhmä toimii lähettämällä pieniä sähkövirtoja käyttäjän kyynärvarteen ja seuraamalla, miten jännite muuttuu virran liikkuessa kehon kudosten läpi. Tämä arvo korreloi veren tilavuuden muutosten kanssa, jotka tietokonealgoritmi voi muuntaa systolisen ja diastolisen verenpaineen mittauksiksi. Yhden tutkimuksen tekijöistä, Texas A&M Universityn Roozbeh Jafarin, mukaan laite tarjoaisi lääkäreille huomaamattoman tavan seurata potilaan sydämen terveyttä pitkien ajanjaksojen ajan. Se voisi myös auttaa lääketieteen ammattilaisia suodattamaan pois verenpaineeseen vaikuttavia ulkopuolisia tekijöitä, kuten stressaavan lääkärikäynnin.
IHMISEN TUOTTAMAT RADIKAALIT
Luotto: Mikal Schlosser / TU Tanska
Neljä vapaaehtoista istui ilmastoidussa kammiossa, jotta tutkijat voisivat tutkia, miten ihmiset vaikuttavat sisäilman laatuun.
Tutkijat tietävät, että puhdistusaineet, maali ja ilmanraikastimet vaikuttavat kaikki sisäilman laatuun. Tutkijat havaitsivat tänä vuonna, että myös ihmiset voivat vaikuttaa. Asettamalla neljä vapaaehtoista ilmastoituun kammioon tutkimusryhmä havaitsi, että ihmisten ihon luonnolliset öljyt voivat reagoida ilmassa olevan otsonin kanssa ja tuottaa hydroksyyliradikaaleja (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Muodostuttuaan nämä erittäin reaktiiviset radikaalit voivat hapettaa ilmassa olevia yhdisteitä ja tuottaa mahdollisesti haitallisia molekyylejä. Näihin reaktioihin osallistuva ihoöljy on skvaleeni, joka reagoi otsonin kanssa muodostaen 6-metyyli-5-hepten-2-onia (6-MHO). Otsoni reagoi sitten 6-MHO:n kanssa muodostaen OH:ta. Tutkijat aikovat jatkaa tätä työtä tutkimalla, miten näiden ihmisen tuottamien hydroksyyliradikaalien pitoisuudet voivat vaihdella eri ympäristöolosuhteissa. Sillä välin he toivovat, että nämä havainnot saavat tiedemiehet miettimään uudelleen, miten he arvioivat sisäilman kemiaa, koska ihmisiä ei usein pidetä päästöjen lähteinä.
SAMMAKKOILLE TURVALLISTA TIEDEttä
Sammakoiden puolustuskemikaalien erittämien myrkytysaineiden tutkimiseksi tutkijoiden on otettava eläimiltä ihonäytteitä. Nykyiset näytteenottotekniikat kuitenkin usein vahingoittavat näitä herkkiä sammakkoeläimiä tai jopa vaativat eutanasiaa. Vuonna 2022 tiedemiehet kehittivät inhimillisemmän menetelmän sammakoiden näytteenottoon käyttämällä MasSpec Pen -laitetta, joka käyttää kynän kaltaista näytteenottajaa eläinten selästä löytyvien alkaloidien poimimiseen (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Laitteen loi Livia Eberlin, analyyttinen kemisti Texasin yliopistosta Austinissa. Sen oli alun perin tarkoitus auttaa kirurgeja erottamaan terveet ja syöpäkudokset ihmiskehossa, mutta Eberlin tajusi, että laitetta voitaisiin käyttää sammakoiden tutkimiseen tavattuaan Lauren O'Connellin, Stanfordin yliopiston biologin, joka tutkii, miten sammakot metaboloivat ja sitovat alkaloideja.
Kuva: Livia Eberlin
Massaspektrometriakynällä voidaan ottaa näyte myrkyllisten sammakoiden ihosta vahingoittamatta eläimiä.
Luotto: Tiede/Zhenan Bao
Joustava, johtava elektrodi voi mitata mustekalan lihasten sähköistä aktiivisuutta.
Mustekalalle sopivat elektrodit
Bioelektroniikan suunnittelu voi olla oppitunti kompromisseista. Joustavat polymeerit jäykistyvät usein sähköisten ominaisuuksiensa parantuessa. Mutta Stanfordin yliopiston Zhenan Baon johtama tutkijaryhmä keksi elektrodin, joka on sekä joustava että johtava, yhdistäen molempien maailmojen parhaat puolet. Elektrodin vastustuskyky on sen toisiinsa lukittuvissa osissa – jokainen osa on optimoitu joko johtavaksi tai muovattavaksi, jotta se ei kumoa toisen ominaisuuksia. Osoittaakseen elektrodin kyvyt Bao käytti elektrodia stimuloidakseen hiirten aivorungon hermosoluja ja mitatakseen mustekalan lihasten sähköistä aktiivisuutta. Hän esitteli molempien testien tuloksia American Chemical Societyn syksyn 2022 kokouksessa.
Luodinkestävä puu
Kuva: ACS Nano
Tämä puinen haarniska voi torjua luoteja minimaalisella vahingolla.
Tänä vuonna Huazhongin tiede- ja teknologiayliopiston Huiqiao Lin johtama tutkijaryhmä loi puupanssarin, joka on riittävän vahva torjumaan 9 mm:n revolverin luodin (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Puun lujuus tulee sen vuorottelevista lignoselluloosa- ja silloitetun siloksaanipolymeerilevyistä. Lignoselluloosa kestää murtumista sekundaaristen vetysidostensa ansiosta, jotka voivat muodostua uudelleen rikkoutuessaan. Samaan aikaan taipuisa polymeeri muuttuu tukevammaksi osuman iskiessä. Materiaalin luomiseen Li sai inspiraationsa pirarukusta, eteläamerikkalaisesta kalasta, jonka iho on riittävän kova kestämään piraijan terävät hampaat. Koska puupanssari on kevyempi kuin muut iskunkestävät materiaalit, kuten teräs, tutkijat uskovat, että puulla voisi olla sotilas- ja ilmailusovelluksia.
Julkaisun aika: 19.12.2022