Tieto zvláštne objavy tento rok upútali pozornosť redaktorov C&EN
od Krystal Vasquez
ZÁHADA PEPTO-BISMOLU
Zdroj: Národná komunita.
Štruktúra subsalicylátu bizmutu (Bi = ružová; O = červená; C = sivá)
Tento rok tím výskumníkov zo Štokholmskej univerzity rozlúštil storočnú záhadu: štruktúru subsalicylátu bizmutu, aktívnej zložky v Pepto-Bismole (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Pomocou elektrónovej difrakcie výskumníci zistili, že zlúčenina je usporiadaná v tyčinkovitých vrstvách. Pozdĺž stredu každej tyčinky sa striedajú kyslíkové anióny, ktoré premosťujú tri a štyri katióny bizmutu. Salicylátové anióny sa medzitým koordinujú s bizmutom prostredníctvom svojich karboxylových alebo fenolických skupín. Pomocou techník elektrónovej mikroskopie výskumníci tiež objavili variácie v skladaní vrstiev. Veria, že toto neusporiadané usporiadanie by mohlo vysvetľovať, prečo sa štruktúre subsalicylátu bizmutu tak dlho darilo unikať vedcom.
Zdroj: S láskavým dovolením Roozbeh Jafari
Grafénové senzory prilepené na predlaktí môžu poskytovať kontinuálne meranie krvného tlaku.
TETOVANIE KRVNÉHO TLAKU
Monitorovanie krvného tlaku už viac ako 100 rokov znamená, že vám ruku stláčali nafukovacou manžetou. Jednou nevýhodou tejto metódy je však to, že každé meranie predstavuje len malý obraz kardiovaskulárneho zdravia človeka. V roku 2022 však vedci vytvorili dočasné grafénové „tetovanie“, ktoré dokáže nepretržite monitorovať krvný tlak niekoľko hodín (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Pole senzorov na báze uhlíka funguje tak, že vysiela malé elektrické prúdy do predlaktia nositeľa a monitoruje, ako sa napätie mení pri pohybe prúdu cez tkanivá tela. Táto hodnota koreluje so zmenami objemu krvi, ktoré počítačový algoritmus dokáže preložiť do meraní systolického a diastolického krvného tlaku. Podľa jednej z autoriek štúdie, Roozbeh Jafari z Texas A&M University, by zariadenie ponúklo lekárom nenápadný spôsob, ako monitorovať zdravie srdca pacienta počas dlhšieho obdobia. Mohlo by to tiež pomôcť zdravotníckym pracovníkom odfiltrovať vonkajšie faktory, ktoré ovplyvňujú krvný tlak – napríklad stresujúcu návštevu lekára.
ĽUDSKÉ RADIKÁLY
Poďakovanie: Mikal Schlosser/TU Dánsko
Štyria dobrovoľníci sedeli v klimatizovanej komore, aby výskumníci mohli študovať, ako ľudia ovplyvňujú kvalitu ovzdušia v interiéri.
Vedci vedia, že čistiace prostriedky, farby a osviežovače vzduchu ovplyvňujú kvalitu ovzdušia v interiéri. Výskumníci tento rok zistili, že aj ľudia. Umiestnením štyroch dobrovoľníkov do klimatizovanej komory tím zistil, že prírodné oleje na ľudskej pokožke môžu reagovať s ozónom vo vzduchu za vzniku hydroxylových (OH) radikálov (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Po vytvorení môžu tieto vysoko reaktívne radikály oxidovať zlúčeniny vo vzduchu a produkovať potenciálne škodlivé molekuly. Kožný olej, ktorý sa zúčastňuje týchto reakcií, je skvalén, ktorý reaguje s ozónom za vzniku 6-metyl-5-hepten-2-ónu (6-MHO). Ozón potom reaguje so 6-MHO za vzniku OH. Výskumníci plánujú na túto prácu nadviazať skúmaním toho, ako sa hladiny týchto hydroxylových radikálov generovaných človekom môžu meniť v rôznych podmienkach prostredia. Medzitým dúfajú, že tieto zistenia prinútia vedcov prehodnotiť, ako hodnotia chémiu v interiéri, keďže ľudia nie sú často považovaní za zdroje emisií.
VEDA BEZPEČNÁ PRE ŽABY
Aby mohli výskumníci študovať chemikálie, ktoré jedovaté žaby vylučujú na svoju obranu, musia odobrať vzorky kože zo zvierat. Existujúce techniky odberu vzoriek však často týmto krehkým obojživelníkom ubližujú alebo si dokonca vyžadujú eutanáziu. V roku 2022 vedci vyvinuli humánnejšiu metódu odberu vzoriek zo žiab pomocou zariadenia s názvom MasSpec Pen, ktoré používa vzorkovač podobný peru na zachytávanie alkaloidov prítomných na chrbte zvierat (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Zariadenie vytvorila Livia Eberlinová, analytická chemička na Texaskej univerzite v Austine. Pôvodne malo pomôcť chirurgom rozlišovať medzi zdravými a rakovinovými tkanivami v ľudskom tele, ale Eberlinová si uvedomila, že prístroj by sa mohol použiť na štúdium žiab po stretnutí s Lauren O'Connellovou, biologičkou na Stanfordskej univerzite, ktorá študuje, ako žaby metabolizujú a sekvestrujú alkaloidy.
Zdroj: Livia Eberlin
Pero s hmotnostnou spektrometriou dokáže odobrať vzorky z kože jedovatých žiab bez toho, aby im ublížilo.
Poďakovanie: Science/Zhenan Bao
Pružná, vodivá elektróda dokáže merať elektrickú aktivitu svalov chobotnice.
ELEKTRÓDY VHODNÉ PRE CHOBOTNICU
Navrhovanie bioelektroniky môže byť lekciou kompromisu. Flexibilné polyméry sa často stávajú tuhými, keď sa zlepšujú ich elektrické vlastnosti. Tím výskumníkov pod vedením Zhenan Bao zo Stanfordskej univerzity však prišiel s elektródou, ktorá je zároveň elastická aj vodivá, čím kombinuje to najlepšie z oboch svetov. Najväčším odporom elektródy sú jej vzájomne prepojené časti – každá časť je optimalizovaná tak, aby bola buď vodivá, alebo tvárna, aby nepôsobila proti vlastnostiam druhej časti. Aby Bao demonštrovala jej schopnosti, použila elektródu na stimuláciu neurónov v mozgovom kmeni myší a meranie elektrickej aktivity svalov chobotnice. Výsledky oboch testov predstavila na jesennom stretnutí Americkej chemickej spoločnosti v roku 2022.
NEPRISTRELNÉ DREVO
Zdroj: ACS Nano
Toto drevené brnenie dokáže odraziť guľky s minimálnym poškodením.
Tento rok tím výskumníkov pod vedením Huiqiao Li z Huazhong University of Science and Technology vytvoril drevený pancier dostatočne pevný na to, aby odrazil guľku z 9 mm revolvera (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Pevnosť dreva pochádza zo striedajúcich sa vrstiev lignocelulózy a zosieťovaného siloxánového polyméru. Lignocelulóza odoláva lámaniu vďaka sekundárnym vodíkovým väzbám, ktoré sa pri rozbití môžu znovu vytvoriť. Zároveň sa ohybný polymér pri zásahu stáva pevnejším. Pri vytváraní materiálu sa Li inšpiroval pirarucu, juhoamerickou rybou s kožou dostatočne pevnou na to, aby odolala ostrým zubom pirane. Keďže drevený pancier je ľahší ako iné nárazuvzdorné materiály, ako je oceľ, výskumníci sa domnievajú, že drevo by mohlo mať vojenské a letecké využitie.
Čas uverejnenia: 19. decembra 2022