Тези странни открития привлякоха вниманието на редакторите на C&EN тази година
от Кристъл Васкес
МИСТЕРИЯТА НА ПЕПТО-БИСМОЛА
Източник: Национален комуникационен център.
Структура на бисмутовия субсалицилат (Bi = розов; O = червен; C = сив)
Тази година екип от изследователи от Стокхолмския университет разгада една вековна мистерия: структурата на бисмутовия субсалицилат, активната съставка в Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Използвайки електронна дифракция, изследователите откриха, че съединението е подредено в пръчковидни слоеве. По центъра на всеки прът кислородните аниони се редуват, свързвайки три и четири бисмутови катиона. Салицилатните аниони, от друга страна, се координират с бисмута чрез своите карбоксилни или фенолни групи. Използвайки техники на електронна микроскопия, изследователите откриха и вариации в подреждането на слоевете. Те вярват, че това нарушено разположение може да обясни защо структурата на бисмутовия субсалицилат е успявала да се изплъзне на учените толкова дълго време.
С любезното съдействие на Рузбех Джафари
Графеновите сензори, залепени за предмишницата, могат да осигурят непрекъснати измервания на кръвното налягане.
ТАТУИРОВКИ ЗА КРЪВНО НАЛЯГАНЕ
В продължение на повече от 100 години наблюдението на кръвното налягане означаваше ръката ви да бъде стискана с надуваем маншет. Един недостатък на този метод обаче е, че всяко измерване представлява само малка снимка на сърдечно-съдовото здраве на човек. Но през 2022 г. учените създадоха временна графенова „татуировка“, която може непрекъснато да следи кръвното налягане в продължение на няколко часа (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Сензорният масив на основата на въглерод работи, като изпраща малки електрически токове в предмишницата на потребителя и наблюдава как се променя напрежението, докато токът се движи през тъканите на тялото. Тази стойност корелира с промените в обема на кръвта, които компютърен алгоритъм може да преведе в измервания на систолично и диастолично кръвно налягане. Според един от авторите на изследването, Рузбех Джафари от Тексаския университет A&M, устройството би предложило на лекарите ненатрапчив начин за наблюдение на сърдечното здраве на пациента за продължителни периоди. Това би могло да помогне и на медицинските специалисти да филтрират външни фактори, които влияят на кръвното налягане – като например стресиращо посещение при лекар.
РАДИКАЛИ, ГЕНЕРИРАНИ ОТ ЧОВЕКА
Кредит: Микал Шлосер/ТУ Дания
Четирима доброволци седяха в климатизирана камера, за да могат изследователите да проучат как хората влияят върху качеството на въздуха в помещенията.
Учените знаят, че почистващите препарати, боите и освежителите за въздух влияят на качеството на въздуха в помещенията. Тази година изследователите откриха, че и хората могат. Чрез поставяне на четирима доброволци в климатизирана камера, екип откри, че естествените масла по кожата на хората могат да реагират с озона във въздуха, за да произведат хидроксилни (OH) радикали (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). След като се образуват, тези силно реактивни радикали могат да окисляват съединенията във въздуха и да произвеждат потенциално вредни молекули. Кожното масло, което участва в тези реакции, е сквален, който реагира с озона, за да образува 6-метил-5-хептен-2-он (6-MHO). След това озонът реагира с 6-MHO, за да образува OH. Изследователите планират да надградят тази работа, като изследват как нивата на тези генерирани от човека хидроксилни радикали могат да варират при различни условия на околната среда. Междувременно те се надяват, че тези открития ще накарат учените да преосмислят начина, по който оценяват химията в помещенията, тъй като хората не се разглеждат често като източници на емисии.
НАУКА, БЕЗОПАСНА ЗА ЖАБИ
За да изследват химикалите, които отровните жаби отделят, за да се защитят, изследователите трябва да вземат проби от кожата на животните. Но съществуващите техники за вземане на проби често увреждат тези деликатни земноводни или дори изискват евтаназия. През 2022 г. учените разработиха по-хуманен метод за вземане на проби от жабите, използвайки устройство, наречено MasSpec Pen, което използва подобен на писалка пробоотборник, за да събира алкалоиди, намиращи се на гърба на животните (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Устройството е създадено от Ливия Еберлин, аналитичен химик в Тексаския университет в Остин. Първоначално е било предназначено да помага на хирурзите да разграничават здрави от ракови тъкани в човешкото тяло, но Еберлин осъзнава, че инструментът може да се използва за изучаване на жаби, след като се запознава с Лорън О'Конъл, биолог в Станфордския университет, която изучава как жабите метаболизират и секвестират алкалоиди.
Снимка: Ливия Еберлин
Масспектрометрична писалка може да вземе проба от кожата на отровни жаби, без да навреди на животните.
Кредит: Science/Zhenan Bao
Еластичен, проводим електрод може да измерва електрическата активност на мускулите на октопода.
ЕЛЕКТРОДИ, ПОДХОДЯЩИ ЗА ОКТОПОД
Проектирането на биоелектроника може да бъде урок по компромис. Гъвкавите полимери често стават твърди с подобряването на електрическите им свойства. Но екип от изследователи, ръководен от Женан Бао от Станфордския университет, разработи електрод, който е едновременно разтеглив и проводим, съчетавайки най-доброто от двата свята. Най-важното на електрода са неговите взаимосвързани секции - всяка секция е оптимизирана да бъде или проводима, или ковка, за да не противодейства на свойствата на другата. За да демонстрира възможностите му, Бао използва електрода, за да стимулира неврони в мозъчния ствол на мишки и да измери електрическата активност на мускулите на октопод. Тя представи резултатите от двата теста на срещата на Американското химическо дружество през есента на 2022 г.
КУЛЮРИРАБИВАЩО ДЪРВО
Източник: ACS Nano
Тази дървена броня може да отблъсква куршуми с минимални щети.
Тази година екип от изследователи, ръководен от Хуейцяо Ли от Университета за наука и технологии Хуаджун, създаде дървена броня, достатъчно здрава, за да отклони куршум, изстрелян от 9-милиметров револвер (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Здравината на дървото идва от редуващите се листове от лигноцелулоза и омрежен силоксанов полимер. Лигноцелулозата е устойчива на напукване благодарение на вторичните си водородни връзки, които могат да се преобразуват при счупване. Междувременно гъвкавият полимер става по-здрав при удар. За да създаде материала, Ли се вдъхновил от пираруку, южноамериканска риба с кожа, достатъчно здрава, за да издържи на острите като бръснач зъби на пираня. Тъй като дървената броня е по-лека от други удароустойчиви материали, като стоманата, изследователите смятат, че дървото може да има военни и авиационни приложения.
Време на публикуване: 19 декември 2022 г.