Tyto zvláštní objevy letos upoutaly pozornost redaktorů C&EN
od Krystal Vasquez
ZÁHADA PEPTO-BISMOLU
Zdroj: Národní komunikační institut.
Struktura subsalicylátu bizmutu (Bi = růžová; O = červená; C = šedá)
Letos tým výzkumníků ze Stockholmské univerzity rozluštil stoletou záhadu: strukturu subsalicylátu bismutitého, aktivní složky přípravku Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Pomocí elektronové difrakce vědci zjistili, že sloučenina je uspořádána v tyčinkovitých vrstvách. Podél středu každé tyčinky se střídají kyslíkové anionty, které přemosťují tři a čtyři kationty bismutitu. Salicylátové anionty se mezitím koordinují s bismutem prostřednictvím svých karboxylových nebo fenolických skupin. Pomocí technik elektronové mikroskopie vědci také objevili variace ve vrstvení vrstev. Domnívají se, že toto neuspořádané uspořádání by mohlo vysvětlovat, proč se struktuře subsalicylátu bizmutitého tak dlouho dařilo unikat vědcům.
Zdroj: S laskavým svolením Roozbeh Jafari
Grafenové senzory přilepené na předloktí mohou poskytovat kontinuální měření krevního tlaku.
TETOVÁNÍ KREVNÍHO TLAKU
Po více než 100 let znamenalo sledování krevního tlaku svírání paže nafukovací manžetou. Jednou nevýhodou této metody však je, že každé měření představuje pouze malý snímek kardiovaskulárního zdraví člověka. V roce 2022 však vědci vytvořili dočasné grafenové „tetování“, které dokáže nepřetržitě monitorovat krevní tlak po dobu několika hodin (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Pole senzorů na bázi uhlíku funguje tak, že vysílá malé elektrické proudy do předloktí nositele a monitoruje, jak se napětí mění s průchodem proudu tělesnými tkáněmi. Tato hodnota koreluje se změnami objemu krve, které počítačový algoritmus dokáže převést do měření systolického a diastolického krevního tlaku. Podle jedné z autorek studie, Roozbeh Jafari z Texas A&M University, by toto zařízení nabídlo lékařům nenápadný způsob, jak sledovat srdeční zdraví pacienta po delší dobu. Mohlo by to také pomoci zdravotníkům odfiltrovat vnější faktory, které ovlivňují krevní tlak – například stresující návštěvu lékaře.
LIDSKÉ RADIKÁLY
Kredit: Mikal Schlosser/TU Dánsko
Čtyři dobrovolníci seděli v klimatizované komoře, aby vědci mohli studovat, jak lidé ovlivňují kvalitu ovzduší v interiéru.
Vědci vědí, že čisticí prostředky, barvy a osvěžovače vzduchu ovlivňují kvalitu ovzduší v interiéru. Výzkumníci letos zjistili, že i lidé. Umístěním čtyř dobrovolníků do klimatizované komory tým zjistil, že přírodní oleje na lidské pokožce mohou reagovat s ozonem ve vzduchu za vzniku hydroxylových (OH) radikálů (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Jakmile se tyto vysoce reaktivní radikály vytvoří, mohou oxidovat sloučeniny ve vzduchu a produkovat potenciálně škodlivé molekuly. Kožním olejem, který se těchto reakcí účastní, je skvalen, který reaguje s ozonem za vzniku 6-methyl-5-hepten-2-onu (6-MHO). Ozon poté reaguje s 6-MHO za vzniku OH. Výzkumníci plánují na tuto práci navázat zkoumáním toho, jak se hladiny těchto lidmi generovaných hydroxylových radikálů mohou měnit za různých podmínek prostředí. Mezitím doufají, že tato zjištění přimějí vědce přehodnotit, jak hodnotí chemii interiérů, jelikož lidé nejsou často vnímáni jako zdroje emisí.
VĚDA BEZPEČNÁ PRO ŽÁBY
Aby vědci mohli studovat chemikálie, které žáby vylučují k obraně, musí odebírat vzorky kůže. Stávající techniky odběru vzorků však těmto choulostivým obojživelníkům často škodí nebo dokonce vyžadují eutanazii. V roce 2022 vědci vyvinuli humánnější metodu odběru vzorků žab pomocí zařízení zvaného MasSpec Pen, které využívá vzorkovač podobný peru k zachycení alkaloidů přítomných na hřbetě zvířat (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Zařízení vytvořila Livia Eberlinová, analytická chemička z Texaské univerzity v Austinu. Původně mělo chirurgům pomoci rozlišovat mezi zdravými a rakovinnými tkáněmi v lidském těle, ale Eberlinová si uvědomila, že by se přístroj mohl použít ke studiu žab poté, co se setkala s Lauren O'Connellovou, bioložkou ze Stanfordské univerzity, která studuje, jak žáby metabolizují a sekvestrují alkaloidy.
Zdroj: Livia Eberlin
Pero pro hmotnostní spektrometrii může odebrat vzorky kůže jedovatých žab, aniž by jim ublížilo.
Kredit: Science/Zhenan Bao
Pružná, vodivá elektroda dokáže měřit elektrickou aktivitu svalů chobotnice.
ELEKTRODY VHODNÉ PRO CHOBOTNICE
Navrhování bioelektroniky může být lekcí v kompromisech. Flexibilní polymery se často stávají tuhými, jakmile se jejich elektrické vlastnosti zlepší. Tým výzkumníků vedený Zhenanem Baem ze Stanfordské univerzity však přišel s elektrodou, která je zároveň pružná i vodivá, a kombinuje tak to nejlepší z obou světů. Hlavním prvkem elektrody jsou její vzájemně propojené části – každá část je optimalizována tak, aby byla buď vodivá, nebo tvárná, aby nepůsobila proti vlastnostem té druhé. Aby Bao demonstrovala její schopnosti, použila elektrodu ke stimulaci neuronů v mozkovém kmeni myší a k měření elektrické aktivity svalů chobotnice. Výsledky obou testů představila na podzimním zasedání Americké chemické společnosti v roce 2022.
NEPRŮSTŘELNÉ DŘEVO
Zdroj: ACS Nano
Toto dřevěné brnění dokáže odrazit kulky s minimálním poškozením.
Letos tým výzkumníků vedený Huiqiao Li z Huazhong University of Science and Technology vytvořil dřevěný pancíř dostatečně pevný, aby odrazil kulku z 9mm revolveru (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Pevnost dřeva pochází ze střídajících se vrstev lignocelulózy a zesítěného siloxanového polymeru. Lignocelulóza odolává lámání díky svým sekundárním vodíkovým vazbám, které se při rozbití mohou znovu vytvořit. Poddajný polymer se zároveň při nárazu stává pevnějším. Pro vytvoření materiálu se Li inspiroval pirarucou, jihoamerickou rybou s kůží dostatečně pevnou, aby odolala ostrým zubům piraně. Protože dřevěný pancíř je lehčí než jiné nárazuvzdorné materiály, jako je ocel, vědci se domnívají, že by dřevo mohlo mít vojenské a letecké využití.
Čas zveřejnění: 19. prosince 2022