Need veidrad avastused köitsid sel aastal C&EN toimetajate tähelepanu.
Krystal Vasquezi poolt
PEPTO-BISMOL MYSTERY
Allikas: Nat. Commun.
Bismutsubsalitsülaadi struktuur (Bi = roosa; O = punane; C = hall)
Sel aastal lahendas Stockholmi ülikooli teadlaste meeskond sajandivanuse mõistatuse: vismutsubsalitsülaadi, Pepto-Bismoli toimeaine struktuuri (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Elektrondifraktsiooni abil leidsid teadlased, et ühend on paigutunud vardakujulistesse kihtidesse. Iga varda keskel vahelduvad hapnikuanioonid, mis ühendavad kolme ja nelja vismuti katiooni. Salitsülaadi anioonid koordineeruvad vismutiga kas oma karboksüül- või fenoolrühmade kaudu. Elektronmikroskoopia tehnikaid kasutades avastasid teadlased ka kihtide virnastumisvariatsioone. Nad usuvad, et see korrapäratu paigutus võib selgitada, miks vismutsubsalitsülaadi struktuur on teadlastele nii kaua märkamata jäänud.
Allikas: Roozbeh Jafari nõusolekul
Küünarvarrele kinnitatud grafeenisensorid võimaldavad pidevat vererõhu mõõtmist.
Vererõhu tätoveeringud
Üle 100 aasta on vererõhu jälgimine tähendanud käe pigistamist täispuhutava mansetiga. Selle meetodi üks puudus on aga see, et iga mõõtmine annab vaid väikese ülevaate inimese südame-veresoonkonna tervisest. Kuid 2022. aastal lõid teadlased ajutise grafeenist „tätoveeringu“, mis suudab vererõhku pidevalt jälgida mitu tundi järjest (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Süsinikupõhine andurimassiiv töötab nii, et saadab kandja käsivarde väikeseid elektrivoolusid ja jälgib, kuidas pinge muutub voolu liikumisel läbi kehakudede. See väärtus korreleerub veremahu muutustega, mille arvutialgoritm saab teisendada süstoolse ja diastoolse vererõhu mõõtmisteks. Uuringu ühe autori, Texase A&M Ülikooli Roozbeh Jafari sõnul pakuks seade arstidele märkamatut viisi patsiendi südame tervise jälgimiseks pikema aja jooksul. See võib aidata ka meditsiinitöötajatel filtreerida välja kõrvalisi tegureid, mis mõjutavad vererõhku – näiteks stressirohke arstivisiit.
INIMTEGEVUSEGA RADIKAALID
Krediit: Mikal Schlosser / TLÜ Taani
Neli vabatahtlikku istusid kliimaseadmega kambris, et teadlased saaksid uurida, kuidas inimesed mõjutavad siseõhu kvaliteeti.
Teadlased teavad, et puhastusvahendid, värv ja õhuvärskendajad mõjutavad kõik siseõhu kvaliteeti. Teadlased avastasid sel aastal, et ka inimesed võivad seda mõjutada. Asetades neli vabatahtlikku kliimaseadmega kambrisse, avastas meeskond, et inimeste nahal olevad looduslikud õlid võivad reageerida õhus oleva osooniga, moodustades hüdroksüülradikaale (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Kui need väga reaktiivsed radikaalid on moodustunud, võivad need õhus leiduvad ühendid oksüdeerida ja toota potentsiaalselt kahjulikke molekule. Nendes reaktsioonides osalev nahaõli on skvaleen, mis reageerib osooniga, moodustades 6-metüül-5-hepteen-2-ooni (6-MHO). Seejärel reageerib osoon 6-MHO-ga, moodustades OH. Teadlased plaanivad sellele tööle tugineda, uurides, kuidas nende inimese tekitatud hüdroksüülradikaalide tase võib erinevates keskkonnatingimustes varieeruda. Vahepeal loodavad nad, et need leiud panevad teadlasi ümber mõtlema, kuidas nad hindavad sisekeemiat, kuna inimesi ei peeta sageli heitkoguste allikateks.
KONNAOHUTU TEADUS
Konnade enesekaitseks eritatavate mürgiste kemikaalide uurimiseks peavad teadlased loomadelt nahaproove võtma. Kuid olemasolevad proovivõtumeetodid kahjustavad neid õrnu kahepaikseid sageli või nõuavad isegi eutanaasiat. 2022. aastal töötasid teadlased välja humaansema meetodi konnade proovide võtmiseks, kasutades seadet nimega MasSpec Pen, mis kasutab pastakalaadset proovivõtjat loomade seljal olevate alkaloidide kogumiseks (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Seadme lõi Livia Eberlin, analüütiline keemik Texase Ülikoolist Austinis. Algselt oli see mõeldud kirurgide abistamiseks tervete ja vähirakkude eristamisel inimkehas, kuid Eberlin mõistis, et instrumenti saab kasutada konnade uurimiseks pärast kohtumist Lauren O'Connelliga, Stanfordi ülikooli bioloogiga, kes uurib, kuidas konnad alkaloidide metaboliseerivad ja sekvestreerivad.
Allikas: Livia Eberlin
Massispektromeetriapliiatsiga saab mürgiste konnade nahaproove võtta loomi kahjustamata.
Krediit: Teadus / Zhenan Bao
Veniv, juhtiv elektrood suudab mõõta kaheksajala lihaste elektrilist aktiivsust.
KAHEKSJALGALE SOBIVAD ELEKTROOID
Bioelektroonika disainimine võib olla kompromisside õppetund. Paindlikud polümeerid muutuvad sageli jäigaks, kui nende elektrilised omadused paranevad. Kuid Stanfordi ülikooli Zhenan Bao juhitud teadlaste meeskond lõi elektroodi, mis on nii veniv kui ka juhtiv, ühendades endas mõlema maailma parimad omadused. Elektroodi vastupidavuse tipphetk on selle omavahel ühendatud sektsioonid – iga sektsiooni on optimeeritud olema kas juhtiv või vormitav, et mitte teise omadusi kahjustada. Oma võimete demonstreerimiseks kasutas Bao elektroodi hiirte ajutüves neuronite stimuleerimiseks ja kaheksajala lihaste elektrilise aktiivsuse mõõtmiseks. Ta tutvustas mõlema testi tulemusi Ameerika Keemiaühingu 2022. aasta sügiskoosolekul.
Kuulikindel puit
Allikas: ACS Nano
See puidust soomus suudab kuule minimaalse kahjustusega tõrjuda.
Sel aastal lõi Huazhongi teadus- ja tehnoloogiaülikooli Huiqiao Li juhitud teadlaste meeskond puidust soomuse, mis on piisavalt tugev, et tõrjuda 9 mm revolvri kuuli (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Puidu tugevus tuleneb selle vahelduvatest lignotselluloosi ja ristseotud siloksaanpolümeeri lehtedest. Lignotselluloos on purunemiskindel tänu oma sekundaarsetele vesiniksidemetele, mis purunemisel uuesti moodustuvad. Samal ajal muutub painduv polümeer löögi korral tugevamaks. Materjali loomiseks ammutas Li inspiratsiooni pirarukult, Lõuna-Ameerika kalalt, mille nahk on piisavalt tugev, et taluda piraaja teravaid hambaid. Kuna puidust soomus on kergem kui teised löögikindlad materjalid, näiteks teras, usuvad teadlased, et puidul võiks olla sõjalisi ja lennunduslikke rakendusi.
Postituse aeg: 19. detsember 2022