Šie neparastie atklājumi šogad piesaistīja C&EN redaktoru uzmanību.
autore Kristāla Vaskesa
PEPTO-BISMOL MISTĒRIJA
Attēla autors: Nat. Commun.
Bismuta subsalicilāta struktūra (Bi = rozā; O = sarkana; C = pelēka)
Šogad Stokholmas Universitātes pētnieku komanda atšķetināja gadsimtu senu noslēpumu: bismuta subsalicilāta, Pepto-Bismol aktīvās vielas (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0), struktūru. Izmantojot elektronu difrakciju, pētnieki atklāja, ka savienojums ir sakārtots stieņveida slāņos. Katra stieņa centrā skābekļa anjoni pārmaiņus savieno trīs un četrus bismuta katjonus. Tikmēr salicilāta anjoni koordinējas ar bismutu caur savām karboksilgrupām vai fenolgrupām. Izmantojot elektronu mikroskopijas metodes, pētnieki atklāja arī slāņu kraušanas variācijas. Viņi uzskata, ka šis nesakārtotais izkārtojums varētu izskaidrot, kāpēc bismuta subsalicilāta struktūra tik ilgi ir spējusi izvairīties no zinātnieku uzmanības.
Attēla autortiesības pieder Roozbeh Jafari.
Pie apakšdelma piestiprināti grafēna sensori var nodrošināt nepārtrauktus asinsspiediena mērījumus.
Asinsspiediena tetovējumi
Vairāk nekā 100 gadus asinsspiediena kontrole ir nozīmējusi rokas saspiešanu ar piepūšamu aproci. Tomēr viens no šīs metodes trūkumiem ir tas, ka katrs mērījums atspoguļo tikai nelielu ieskatu cilvēka sirds un asinsvadu veselībā. Taču 2022. gadā zinātnieki izveidoja pagaidu grafēna "tetovējumu", kas var nepārtraukti uzraudzīt asinsspiedienu vairākas stundas vienlaikus (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Uz oglekļa bāzes veidotais sensoru bloks darbojas, nosūtot nelielas elektriskās strāvas lietotāja apakšdelmā un uzraugot, kā mainās spriegums, strāvai pārvietojoties pa ķermeņa audiem. Šī vērtība korelē ar asins tilpuma izmaiņām, ko datoralgoritms var pārvērst sistoliskā un diastoliskā asinsspiediena mērījumos. Saskaņā ar viena no pētījuma autoriem, Teksasas A&M universitātes pārstāvja Rūzbeha Džafari, teikto, šī ierīce piedāvātu ārstiem neuzkrītošu veidu, kā ilgstoši uzraudzīt pacienta sirds veselību. Tas varētu arī palīdzēt medicīnas speciālistiem filtrēt svešus faktorus, kas ietekmē asinsspiedienu, piemēram, stresa pilnu ārsta apmeklējumu.
CILVĒKA RAŽOTI RADIKĀĻI
Kredīts: Mikal Schlosser/TU Denmark
Četri brīvprātīgie sēdēja klimata kontrolētā kamerā, lai pētnieki varētu pētīt, kā cilvēki ietekmē iekštelpu gaisa kvalitāti.
Zinātnieki zina, ka tīrīšanas līdzekļi, krāsas un gaisa atsvaidzinātāji ietekmē iekštelpu gaisa kvalitāti. Šogad pētnieki atklāja, ka arī cilvēki var. Ievietojot četrus brīvprātīgos klimata kontrolētā kamerā, komanda atklāja, ka dabiskās eļļas uz cilvēku ādas var reaģēt ar ozonu gaisā, veidojot hidroksilradikāļus (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Kad šie ļoti reaģējošie radikāļi ir izveidojušies, tie var oksidēt gaisā esošos savienojumus un radīt potenciāli kaitīgas molekulas. Ādas eļļa, kas piedalās šajās reakcijās, ir skvalēns, kas reaģē ar ozonu, veidojot 6-metil-5-hepten-2-onu (6-MHO). Pēc tam ozons reaģē ar 6-MHO, veidojot OH. Pētnieki plāno balstīties uz šo darbu, pētot, kā šo cilvēka radīto hidroksilradikāļu līmenis var atšķirties dažādos vides apstākļos. Tikmēr viņi cer, ka šie atklājumi liks zinātniekiem pārskatīt to, kā viņi novērtē iekštelpu ķīmiju, jo cilvēki bieži netiek uzskatīti par emisiju avotiem.
ZINĀTNE, KAS DROŠA NO VARDĒM
Lai pētītu ķīmiskās vielas, kas saindē vardes, lai aizstāvētos, pētniekiem ir jāņem dzīvnieku ādas paraugi. Taču esošās paraugu ņemšanas metodes bieži vien kaitē šiem jutīgajiem abiniekiem vai pat prasa eitanāziju. 2022. gadā zinātnieki izstrādāja humānāku metodi varžu paraugu ņemšanai, izmantojot ierīci ar nosaukumu MasSpec Pen, kas izmanto pildspalvai līdzīgu paraugu ņemšanas ierīci, lai savāktu alkaloīdus, kas atrodas dzīvnieku mugurā (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Ierīci izveidoja Līvija Eberlina, analītiskā ķīmiķe Teksasas Universitātē Ostinā. Sākotnēji tā bija paredzēta, lai palīdzētu ķirurgiem atšķirt veselus un vēža audus cilvēka organismā, taču Eberlina saprata, ka instrumentu varētu izmantot varžu pētīšanai pēc tam, kad satika Lorēnu O'Konelu, bioloģi Stenfordas Universitātē, kura pēta, kā vardes metabolizē un sekvestrē alkaloīdus.
Attēla autors: Līvija Eberlina
Masas spektrometrijas pildspalva var ņemt indes varžu ādas paraugus, nekaitējot dzīvniekiem.
Pateicība: Zinātne / Zhenan Bao
Elastīgs, vadošs elektrods var izmērīt astoņkāja muskuļu elektrisko aktivitāti.
Elektrodi, kas piemēroti astoņkājim
Bioelektronikas projektēšana var būt mācība par kompromisiem. Elastīgi polimēri bieži kļūst stingri, uzlabojoties to elektriskajām īpašībām. Taču pētnieku komanda Stenfordas Universitātes pārstāvja Dženana Bao vadībā izstrādāja elektrodu, kas ir gan elastīgs, gan vadošs, apvienojot abu pasauļu labākās īpašības. Elektroda pretestības priekšrocība ir tā savstarpēji savienotās sekcijas — katra sekcija ir optimizēta, lai tā būtu vai nu vadoša, vai kaļama, lai netraucētu otras sekcijas īpašībām. Lai demonstrētu elektroda spējas, Bao izmantoja elektrodu, lai stimulētu neironus peļu smadzeņu stumbrā un izmērītu astoņkāja muskuļu elektrisko aktivitāti. Viņa prezentēja abu testu rezultātus Amerikas Ķīmijas biedrības 2022. gada rudens sanāksmē.
Ložu necaurlaidīgs koks
Attēla autors: ACS Nano
Šīs koka bruņas var atvairīt lodes ar minimāliem bojājumiem.
Šogad pētnieku komanda, kuru vadīja Huažunas Zinātnes un tehnoloģiju universitātes Huičiao Li, izveidoja koka bruņas, kas ir pietiekami izturīgas, lai atvairītu 9 mm revolvera lodi (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Koka izturību nodrošina tās mainīgās lignocelulozes un šķērssaistīta siloksāna polimēra loksnes. Lignoceluloze ir izturīga pret lūzumiem, pateicoties sekundārajām ūdeņraža saitēm, kuras var atjaunoties, ja tās tiek pārrautas. Tikmēr elastīgais polimērs kļūst stingrāks, ja pa to tiek trāpīts. Lai radītu materiālu, Li iedvesmojās no piraruku — Dienvidamerikas zivs ar ādu, kas ir pietiekami izturīga, lai izturētu piranjas asos zobus. Tā kā koka bruņas ir vieglākas nekā citi triecienizturīgi materiāli, piemēram, tērauds, pētnieki uzskata, ka koksnei varētu būt militārs un aviācijas pielietojums.
Publicēšanas laiks: 2022. gada 19. decembris