Эти причудливые открытия привлекли внимание редакторов C&EN в этом году.
Кристал Васкес
ЗАГАДКА ПЕПТО-БИСМОЛА
Кредит: Нац.коммун.
Структура субсалицилата висмута (Bi = розовый; O = красный; C = серый)
В этом году группа исследователей из Стокгольмского университета раскрыла загадку вековой давности: структуру субсалицилата висмута, активного ингредиента пепто-бисмола (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Используя дифракцию электронов, исследователи обнаружили, что соединение расположено в виде стержнеобразных слоев.Вдоль центра каждого стержня анионы кислорода чередуются между тремя и четырьмя мостиками катионов висмута.Между тем, салицилатные анионы координируются с висмутом через свои карбоксильные или фенольные группы.Используя методы электронной микроскопии, исследователи также обнаружили вариации в укладке слоев.Они считают, что это неупорядоченное расположение может объяснить, почему структура субсалицилата висмута так долго ускользала от внимания ученых.
Предоставлено: любезно предоставлено Roozbeh Jafari.
Графеновые датчики, прикрепленные к предплечью, могут обеспечивать непрерывное измерение артериального давления.
ТАТУИРОВКИ С КРОВЯНЫМ ДАВЛЕНИЕМ
На протяжении более 100 лет контролировать артериальное давление означало сдавливать руку надувной манжетой.Однако недостатком этого метода является то, что каждое измерение представляет собой лишь небольшой снимок состояния сердечно-сосудистой системы человека.Но в 2022 году ученые создали временную графеновую «татуировку», которая может непрерывно контролировать артериальное давление в течение нескольких часов (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Массив датчиков на основе углерода работает, посылая небольшие электрические токи в предплечье пользователя и отслеживая, как меняется напряжение, когда ток проходит через ткани тела.Это значение коррелирует с изменениями объема крови, которые компьютерный алгоритм может преобразовать в измерения систолического и диастолического артериального давления.По словам одного из авторов исследования, Роозбеха Джафари из Техасского университета A&M, устройство позволит врачам ненавязчиво контролировать состояние сердца пациента в течение длительного периода времени.Это также может помочь медицинским работникам отфильтровать посторонние факторы, влияющие на артериальное давление, например стрессовый визит к врачу.
ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ РАДИКАЛЫ
Предоставлено: Микал Шлоссер/Технический университет Дании.
Четыре добровольца сидели в камере с климат-контролем, чтобы исследователи могли изучить, как люди влияют на качество воздуха в помещении.
Ученые знают, что чистящие средства, краска и освежители воздуха влияют на качество воздуха в помещении.В этом году исследователи обнаружили, что люди тоже могут.Поместив четырех добровольцев в камеру с климат-контролем, команда обнаружила, что натуральные масла на коже людей могут реагировать с озоном в воздухе с образованием радикалов гидроксила (ОН) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).После образования эти высокореактивные радикалы могут окислять содержащиеся в воздухе соединения и производить потенциально вредные молекулы.Кожное масло, участвующее в этих реакциях, представляет собой сквален, который вступает в реакцию с озоном с образованием 6-метил-5-гептен-2-она (6-MHO).Затем озон реагирует с 6-MHO с образованием OH.Исследователи планируют продолжить эту работу, исследуя, как уровни этих гидроксильных радикалов, созданных человеком, могут варьироваться в различных условиях окружающей среды.Тем временем они надеются, что эти результаты заставят ученых переосмыслить то, как они оценивают химию в помещении, поскольку люди не часто рассматриваются как источники выбросов.
БЕЗОПАСНАЯ НАУКА
Чтобы изучить химические вещества, которые выделяют ядовитые лягушки для самозащиты, исследователям необходимо взять образцы кожи животных.Но существующие методы отбора проб часто наносят вред этим нежным амфибиям или даже требуют эвтаназии.В 2022 году ученые разработали более гуманный метод отбора проб лягушек с помощью устройства под названием MasSpec Pen, в котором используется похожий на ручку пробоотборник для сбора алкалоидов, присутствующих на спине животных (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Устройство было создано Ливией Эберлин, химиком-аналитиком из Техасского университета в Остине.Первоначально он был предназначен для того, чтобы помочь хирургам различать здоровые и раковые ткани в организме человека, но Эберлин поняла, что этот инструмент можно использовать для изучения лягушек после того, как она встретила Лорен О'Коннелл, биолога из Стэнфордского университета, которая изучает, как лягушки метаболизируют и секвестрируют алкалоиды. .
Кредит: Ливия Эберлин
Ручка для масс-спектрометрии может брать образцы кожи ядовитых лягушек, не причиняя вреда животным.
Авторы и права: Наука/Чжэнань Бао
Эластичный проводящий электрод может измерять электрическую активность мышц осьминога.
ЭЛЕКТРОДЫ ПОДХОДЯТ ДЛЯ Осьминога
Проектирование биоэлектроники может стать уроком компромисса.Гибкие полимеры часто становятся жесткими по мере улучшения их электрических свойств.Но группа исследователей во главе с Женаном Бао из Стэнфордского университета разработала электрод, который одновременно эластичный и проводящий, сочетающий в себе лучшее из обоих миров.Элементом сопротивления электрода являются его взаимосвязанные секции: каждая секция оптимизирована так, чтобы быть либо проводящей, либо податливой, чтобы не противодействовать свойствам другой.Чтобы продемонстрировать свои возможности, Бао использовал электрод для стимуляции нейронов в стволе мозга мышей и измерения электрической активности мышц осьминога.Она продемонстрировала результаты обоих тестов на собрании Американского химического общества осенью 2022 года.
ПУЛЕНЕПРОБНОЕ ДЕРЕВО
Кредит: АКС Нано
Эта деревянная броня может отражать пули с минимальным уроном.
В этом году группа исследователей под руководством Хуэйцяо Ли из Университета науки и технологии Хуажонг создала деревянную броню, достаточно прочную, чтобы отразить пулю, выпущенную из 9-мм револьвера (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Прочность древесины обусловлена чередованием слоев лигноцеллюлозы и сшитого силоксанового полимера.Лигноцеллюлоза устойчива к растрескиванию благодаря своим вторичным водородным связям, которые могут восстанавливаться при разрыве.Между тем податливый полимер становится прочнее при ударе.Для создания материала Ли черпал вдохновение у пираруку, южноамериканской рыбы с достаточно прочной кожей, чтобы выдержать острые как бритва зубы пираньи.Поскольку деревянная броня легче, чем другие ударопрочные материалы, такие как сталь, исследователи полагают, что древесина может применяться в военных и авиационных целях.
Время публикации: 19 декабря 2022 г.