Disse finurlige opdagelser fangede C&EN-redaktørernes opmærksomhed i år
af Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL-MYSTERIET
Kilde: Nat. Kommun.
Vismutsubsalicylats struktur (Bi = pink; O = rød; C = grå)
I år løste et forskerhold fra Stockholms Universitet et århundrede gammelt mysterium: strukturen af bismuthsubsalicylat, den aktive ingrediens i Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Ved hjælp af elektrondiffraktion fandt forskerne, at forbindelsen er arrangeret i stavlignende lag. Langs midten af hver stav skifter iltanioner mellem at bygge bro over tre og fire bismuthkationer. Salicylatanionerne koordinerer derimod med bismuth gennem enten deres carboxyl- eller phenolgrupper. Ved hjælp af elektronmikroskopiteknikker opdagede forskerne også variationer i lagstrukturen. De mener, at denne uordnede struktur kan forklare, hvorfor bismuthsubsalicylats struktur har formået at undgå forskerne i så lang tid.
Kilde: Udlånt af Roozbeh Jafari
Grafensensorer klæbet til underarmen kan give kontinuerlige blodtryksmålinger.
BLODTRYKSTATOVERINGER
I over 100 år har overvågning af blodtryk betydet, at man har klemt sin arm med en oppustelig manchet. En ulempe ved denne metode er dog, at hver måling kun repræsenterer et lille øjebliksbillede af en persons hjerte-kar-sundhed. Men i 2022 skabte forskere en midlertidig grafen-"tatovering", der kontinuerligt kan overvåge blodtrykket i flere timer ad gangen (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Den kulstofbaserede sensoropstilling fungerer ved at sende små elektriske strømme ind i bærerens underarm og overvåge, hvordan spændingen ændrer sig, når strømmen bevæger sig gennem kroppens væv. Denne værdi korrelerer med ændringer i blodvolumen, som en computeralgoritme kan oversætte til systolisk og diastolisk blodtryksmålinger. Ifølge en af studiets forfattere, Roozbeh Jafari fra Texas A&M University, ville enheden give læger en diskret måde at overvåge en patients hjertesundhed over længere perioder. Det kan også hjælpe læger med at filtrere uvedkommende faktorer fra, der påvirker blodtrykket – som f.eks. et stressende besøg hos lægen.
MENNESKESKABTE RADIKALE
Kredit: Mikal Schlosser/TU Danmark
Fire frivillige sad i et klimakontrolleret kammer, så forskerne kunne studere, hvordan mennesker påvirker indeluftens kvalitet.
Forskere ved, at rengøringsprodukter, maling og luftfriskere alle påvirker indeluftens kvalitet. Forskere opdagede i år, at mennesker også kan. Ved at placere fire frivillige i et klimakontrolleret kammer opdagede et team, at naturlige olier på menneskers hud kan reagere med ozon i luften og producere hydroxylradikaler (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Når disse meget reaktive radikaler er dannet, kan de oxidere luftbårne forbindelser og producere potentielt skadelige molekyler. Den hudolie, der deltager i disse reaktioner, er squalen, som reagerer med ozon og danne 6-methyl-5-hepten-2-on (6-MHO). Ozon reagerer derefter med 6-MHO og danne OH. Forskerne planlægger at bygge videre på dette arbejde ved at undersøge, hvordan niveauerne af disse menneskeskabte hydroxylradikaler kan variere under forskellige miljøforhold. I mellemtiden håber de, at disse resultater vil få forskere til at gentænke, hvordan de vurderer indeklimaet, da mennesker ikke ofte ses som kilder til emissioner.
FRØSIKKER VIDENSKAB
For at studere de kemikalier, som frøer udskiller for at forsvare sig selv, er forskere nødt til at tage hudprøver fra dyrene. Men eksisterende prøveudtagningsteknikker skader ofte disse sarte padder eller kræver endda aflivning. I 2022 udviklede forskere en mere human metode til at udtage prøver af frøerne ved hjælp af en enhed kaldet MasSpec Pen, som bruger en penlignende prøveudtager til at opsamle alkaloider, der findes på dyrenes ryg (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Enheden blev skabt af Livia Eberlin, en analytisk kemiker ved University of Texas i Austin. Den var oprindeligt beregnet til at hjælpe kirurger med at skelne mellem sundt og kræftvæv i menneskekroppen, men Eberlin indså, at instrumentet kunne bruges til at studere frøer, efter hun mødte Lauren O'Connell, en biolog ved Stanford University, der studerer, hvordan frøer metaboliserer og sekvestrerer alkaloider.
Kredit: Livia Eberlin
En massespektrometripen kan tage prøver af huden på giftfrøer uden at skade dyrene.
Kredit: Science/Zhenan Bao
En elastisk, ledende elektrode kan måle den elektriske aktivitet i en blækspruttes muskler.
ELEKTRODER EGNET TIL EN BLÆKSPRUTTE
Design af bioelektronik kan være en lektie i kompromis. Fleksible polymerer bliver ofte stive, efterhånden som deres elektriske egenskaber forbedres. Men et forskerhold ledet af Zhenan Bao fra Stanford University fandt frem til en elektrode, der både er elastisk og ledende, og som kombinerer det bedste fra begge verdener. Elektrodens modstandsstykke er dens sammenlåsende sektioner – hver sektion er optimeret til at være enten ledende eller formbar for ikke at modvirke den andens egenskaber. For at demonstrere dens evner brugte Bao elektroden til at stimulere neuroner i hjernestammen hos mus og måle den elektriske aktivitet i en blækspruttes muskler. Hun fremviste resultaterne af begge tests på American Chemical Societys møde i efteråret 2022.
Skudsikkert træ
Kilde: ACS Nano
Denne trærustning kan afvise kugler med minimal skade.
I år har et forskerhold ledet af Huiqiao Li fra Huazhong University of Science and Technology skabt en træpanser, der er stærk nok til at afbøje et kugleskud fra en 9 mm revolver (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Træets styrke kommer fra dets skiftevis bestående af lignocellulose og en tværbundet siloxanpolymer. Lignocellulosen modstår brud takket være dens sekundære hydrogenbindinger, som kan dannes igen, når de brydes. Samtidig bliver den bøjelige polymer mere robust, når den rammes. For at skabe materialet hentede Li inspiration fra pirarucu, en sydamerikansk fisk med en skind, der er stærk nok til at modstå en piranhas knivskarpe tænder. Fordi træpanseret er lettere end andre slagfaste materialer, såsom stål, mener forskerne, at træet kan have militære og luftfartsmæssige anvendelser.
Opslagstidspunkt: 19. dec. 2022