התגליות המוזרות הללו משכו את תשומת לבם של עורכי C&EN השנה
מאת קריסטל ואסקז
תעלומת פפטו-ביסמול
קרדיט: נאט.Commun.
המבנה של ביסמוט תת-סליצילאט (Bi = ורוד; O = אדום; C = אפור)
השנה, צוות חוקרים מאוניברסיטת שטוקהולם פיצח תעלומה בת מאה שנים: המבנה של ביסמוט תת-סליצילאט, החומר הפעיל ב-Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).באמצעות דיפרקציה של אלקטרונים, החוקרים מצאו שהתרכובת מסודרת בשכבות דמויות מוטות.לאורך מרכז כל מוט, אניוני חמצן מתחלפים בין שלושה לארבעה קטיונים ביסמוט.אניוני הסליצילטים, בינתיים, מתואמים לביסמוט דרך הקבוצות הקרבוקסיליות או הפנוליות שלהם.באמצעות טכניקות של מיקרוסקופ אלקטרונים, החוקרים גילו גם וריאציות בערימת השכבות.הם מאמינים שהסדר מופרע זה עשוי להסביר מדוע המבנה של ביסמוט תת-סליצילאט הצליח להתחמק ממדענים במשך זמן כה רב.
קרדיט: באדיבות רוזבה ג'עפרי
חיישני גרפן המוצמדים לאמה יכולים לספק מדידות לחץ דם רציפות.
קעקועי לחץ דם
במשך למעלה מ-100 שנים, ניטור לחץ הדם שלך פירושו ללחוץ את זרועך עם שרוול מתנפח.חיסרון אחד של שיטה זו, לעומת זאת, הוא שכל מדידה מייצגת רק תמונת מצב קטנה של בריאות הלב וכלי הדם של אדם.אבל בשנת 2022, מדענים יצרו "קעקוע" זמני של גרפן שיכול לנטר ברציפות את לחץ הדם במשך מספר שעות בכל פעם (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).מערך החיישנים מבוסס הפחמן פועל על ידי שליחת זרמים חשמליים קטנים לתוך האמה של הלובש אותו וניטור כיצד המתח משתנה כאשר הזרם עובר דרך רקמות הגוף.ערך זה מתאם לשינויים בנפח הדם, שאלגוריתם מחשב יכול לתרגם למדידות לחץ דם סיסטולי ודיאסטולי.לדברי אחד ממחברי המחקר, Roozbeh Jafari מאוניברסיטת טקסס A&M, המכשיר יציע לרופאים דרך לא פולשנית לנטר את בריאות הלב של המטופל לאורך תקופות ממושכות.זה יכול גם לעזור לאנשי מקצוע רפואיים לסנן גורמים זרים המשפיעים על לחץ הדם - כמו ביקור מלחיץ אצל הרופא.
רדיקלים שנוצרו על ידי אדם
קרדיט: מיקל שלוסר/TU דנמרק
ארבעה מתנדבים ישבו בתא מבוקר אקלים כדי שהחוקרים יוכלו לחקור כיצד בני אדם משפיעים על איכות האוויר הפנימית.
מדענים יודעים שמוצרי ניקוי, צבע ומטהרי אוויר כולם משפיעים על איכות האוויר בתוך הבית.חוקרים גילו השנה שגם בני אדם יכולים.על ידי הצבת ארבעה מתנדבים בתוך תא מבוקר אקלים, צוות גילה ששמנים טבעיים על עורם של אנשים יכולים להגיב עם אוזון באוויר כדי לייצר רדיקלי הידרוקסיל (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).לאחר היווצרותם, רדיקלים מאוד תגובתיים אלה יכולים לחמצן תרכובות מוטסות ולייצר מולקולות שעלולות להיות מזיקות.שמן העור שמשתתף בתגובות אלו הוא סקוואלן, המגיב עם אוזון ויוצר 6-מתיל-5-הפטן-2-און (6-MHO).אז אוזון מגיב עם 6-MHO ליצירת OH.החוקרים מתכננים להתבסס על עבודה זו על ידי חקירה כיצד רמות של רדיקלי הידרוקסיל שנוצרו על ידי אדם עשויות להשתנות בתנאי סביבה שונים.בינתיים, הם מקווים שהממצאים הללו יגרמו למדענים לחשוב מחדש על האופן שבו הם מעריכים כימיה בתוך הבית, מכיוון שבני אדם אינם נתפסים לעתים קרובות כמקורות פליטות.
מדע בטוח לצפרדעים
כדי לחקור את הכימיקלים שמפרישות צפרדעים רעילות כדי להגן על עצמן, החוקרים צריכים לקחת דגימות עור מהחיות.אבל טכניקות דגימה קיימות לעיתים קרובות פוגעות בדו-חיים העדינים הללו או אפילו דורשות המתת חסד.בשנת 2022, מדענים פיתחו שיטה הומנית יותר לדגום את הצפרדעים באמצעות מכשיר הנקרא MasSpec Pen, אשר משתמש בדגימה דמויית עט כדי לאסוף אלקלואידים הנמצאים על גב החיות (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).המכשיר נוצר על ידי ליביה אברלין, כימאית אנליטית מאוניברסיטת טקסס באוסטין.זה נועד במקור לעזור למנתחים להבדיל בין רקמות בריאות לסרטניות בגוף האדם, אבל אברלין הבינה שהמכשיר יכול לשמש לחקר צפרדעים לאחר שפגשה את לורן אוקונל, ביולוג מאוניברסיטת סטנפורד שחוקרת כיצד צפרדעים עוברות חילוף חומרים וחותכות אלקלואידים. .
קרדיט: ליביה אברלין
עט ספקטרומטריית המונים יכול לדגום עור של צפרדעים רעילות מבלי לפגוע בבעלי החיים.
קרדיט: מדע/ג'נאן באו
אלקטרודה נמתחת ומוליך יכולה למדוד את הפעילות החשמלית של שרירי תמנון.
אלקטרודות המתאימות לתמנון
עיצוב ביו-אלקטרוניקה יכול להיות שיעור בפשרה.פולימרים גמישים הופכים לעתים קרובות לקשיחים ככל שהתכונות החשמליות שלהם משתפרות.אבל צוות חוקרים בראשות Zhenan Bao מאוניברסיטת סטנפורד המציא אלקטרודה שהיא גם נמתחת וגם מוליכה, המשלבת את הטוב משני העולמות.חלקת ההתנגדות של האלקטרודה היא החלקים המשתלבים שלה - כל חלק מותאם להיות מוליך או גמיש כדי לא לסתור את המאפיינים של השני.כדי להדגים את יכולותיו, באו השתמש באלקטרודה כדי לעורר נוירונים בגזע המוח של עכברים ולמדוד את הפעילות החשמלית של שרירי תמנון.היא הציגה את תוצאות שתי הבדיקות בפגישת סתיו 2022 של האגודה האמריקנית לכימיה.
עץ חסין כדורים
קרדיט: ACS Nano
שריון עץ זה יכול להדוף כדורים עם נזק מינימלי.
השנה, צוות חוקרים בראשות Huiqiao Li מאוניברסיטת Huazhong למדע וטכנולוגיה יצר שריון עץ חזק מספיק כדי להסיט יריית כדור מאקדח 9 מ"מ (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).חוזק העץ נובע מהיריעות המתחלפות של ליגנוצלולוזה ופולימר סילוקסן צולב.הליגנוצלולוזה מתנגדת לשבירה הודות לקשרי המימן המשניים שלה, שיכולים להיווצר מחדש כאשר הם נשברים.בינתיים, הפולימר הגמיש הופך לחזק יותר כאשר מכים אותו.כדי ליצור את החומר, לי שאב השראה מ-pirarucu, דג דרום אמריקאי עם עור קשיח מספיק כדי לעמוד בשיניים חדות כתער של פיראנה.מכיוון ששריון העץ קל יותר מחומרים אחרים עמידים בפני פגיעות, כגון פלדה, החוקרים מאמינים שלעץ עשוי להיות יישומים צבאיים ותעופה.
זמן פרסום: 19 בדצמבר 2022