Diese skurrilen Entdeckungen erregten in diesem Jahr die Aufmerksamkeit der C&EN-Redakteure
von Krystal Vasquez
PEPTO-BISMOL GEHEIMNIS
Kredit: Nat.Kommun.
Struktur von Wismutsubsalicylat (Bi = rosa; O = rot; C = grau)
In diesem Jahr hat ein Forscherteam der Universität Stockholm ein jahrhundertealtes Rätsel gelüftet: die Struktur von Bismutsubsalicylat, dem Wirkstoff in Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Mittels Elektronenbeugung fanden die Forscher heraus, dass die Verbindung in stäbchenförmigen Schichten angeordnet ist.Entlang der Mitte jedes Stabs wechseln sich Sauerstoffanionen ab, die drei und vier Wismutkationen verbrücken.Die Salicylat-Anionen hingegen koordinieren Wismut entweder über ihre Carboxyl- oder Phenolgruppen.Mithilfe von Elektronenmikroskopietechniken entdeckten die Forscher auch Variationen in der Schichtstapelung.Sie glauben, dass diese ungeordnete Anordnung erklären könnte, warum die Struktur von Wismutsubsalicylat den Wissenschaftlern so lange entgangen ist.
Bildnachweis: Mit freundlicher Genehmigung von Roozbeh Jafari
Am Unterarm angebrachte Graphen-Sensoren können kontinuierliche Blutdruckmessungen liefern.
BLUTDRUCK-TÄTOWIERUNGEN
Seit über 100 Jahren bedeutet die Überwachung Ihres Blutdrucks, dass Ihr Arm mit einer aufblasbaren Manschette gequetscht wird.Ein Nachteil dieser Methode ist jedoch, dass jede Messung nur eine kleine Momentaufnahme der kardiovaskulären Gesundheit einer Person darstellt.Aber im Jahr 2022 schufen Wissenschaftler ein temporäres Graphen-„Tattoo“, das den Blutdruck mehrere Stunden lang kontinuierlich überwachen kann (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Das kohlenstoffbasierte Sensorarray sendet kleine elektrische Ströme in den Unterarm des Trägers und überwacht, wie sich die Spannung ändert, wenn sich der Strom durch das Körpergewebe bewegt.Dieser Wert korreliert mit Änderungen des Blutvolumens, die ein Computeralgorithmus in systolische und diastolische Blutdruckmessungen umwandeln kann.Laut einem der Autoren der Studie, Roozbeh Jafari von der Texas A&M University, würde das Gerät Ärzten eine unauffällige Möglichkeit bieten, die Herzgesundheit eines Patienten über längere Zeiträume zu überwachen.Es könnte auch Medizinern helfen, äußere Faktoren herauszufiltern, die den Blutdruck beeinflussen – wie ein stressiger Arztbesuch.
MENSCHLICH ERZEUGTE RADIKALE
Bildnachweis: Mikal Schlosser/TU Dänemark
Vier Freiwillige saßen in einer klimatisierten Kammer, damit die Forscher untersuchen konnten, wie Menschen die Raumluftqualität beeinflussen.
Wissenschaftler wissen, dass Reinigungsmittel, Farben und Lufterfrischer die Raumluftqualität beeinträchtigen.Forscher haben dieses Jahr entdeckt, dass Menschen das auch können.Durch das Platzieren von vier Freiwilligen in einer klimatisierten Kammer entdeckte ein Team, dass natürliche Öle auf der Haut von Menschen mit Ozon in der Luft reagieren können, um Hydroxyl (OH)-Radikale zu produzieren (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).Einmal gebildet, können diese hochreaktiven Radikale luftgetragene Verbindungen oxidieren und potenziell schädliche Moleküle produzieren.Das an diesen Reaktionen beteiligte Hautöl ist Squalen, das mit Ozon zu 6-Methyl-5-hepten-2-on (6-MHO) reagiert.Ozon reagiert dann mit 6-MHO zu OH.Die Forscher planen, auf dieser Arbeit aufzubauen, indem sie untersuchen, wie die Konzentrationen dieser vom Menschen erzeugten Hydroxylradikale unter verschiedenen Umweltbedingungen variieren können.In der Zwischenzeit hoffen sie, dass diese Ergebnisse Wissenschaftler dazu bringen werden, ihre Bewertung der Innenraumchemie zu überdenken, da der Mensch nicht oft als Emissionsquelle angesehen wird.
FROSCHSICHERE WISSENSCHAFT
Um die Chemikalien zu untersuchen, die Giftfrösche ausscheiden, um sich zu verteidigen, müssen Forscher den Tieren Hautproben entnehmen.Aber bestehende Probenahmetechniken schaden diesen empfindlichen Amphibien oft oder erfordern sogar Euthanasie.Im Jahr 2022 entwickelten Wissenschaftler eine humanere Methode, um die Frösche mit einem Gerät namens MasSpec Pen zu beproben, das einen stiftähnlichen Probennehmer verwendet, um Alkaloide aufzunehmen, die auf dem Rücken der Tiere vorhanden sind (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Das Gerät wurde von Livia Eberlin, einer analytischen Chemikerin an der University of Texas in Austin, entwickelt.Ursprünglich sollte es Chirurgen helfen, zwischen gesundem und krebsartigem Gewebe im menschlichen Körper zu unterscheiden, aber Eberlin erkannte, dass das Instrument zur Untersuchung von Fröschen verwendet werden könnte, nachdem sie Lauren O'Connell kennengelernt hatte, eine Biologin an der Stanford University, die untersucht, wie Frösche Alkaloide metabolisieren und sequestrieren .
Bildnachweis: Livia Eberlin
Ein Massenspektrometriestift kann die Haut von Giftfröschen untersuchen, ohne den Tieren zu schaden.
Kredit: Wissenschaft/Zhenan Bao
Eine dehnbare, leitfähige Elektrode kann die elektrische Aktivität der Muskeln eines Oktopus messen.
ELEKTRODEN, DIE FÜR EINEN TINTENFISCH PASSEN
Das Entwerfen von Bioelektronik kann eine Lektion in Sachen Kompromisse sein.Flexible Polymere werden oft starr, wenn sich ihre elektrischen Eigenschaften verbessern.Aber ein Forscherteam unter der Leitung von Zhenan Bao von der Stanford University entwickelte eine Elektrode, die sowohl dehnbar als auch leitfähig ist und das Beste aus beiden Welten vereint.Das Herzstück der Elektrode sind ihre ineinandergreifenden Abschnitte – jeder Abschnitt ist so optimiert, dass er entweder leitfähig oder verformbar ist, um die Eigenschaften des anderen nicht zu beeinträchtigen.Um seine Fähigkeiten zu demonstrieren, verwendete Bao die Elektrode, um Neuronen im Hirnstamm von Mäusen zu stimulieren und die elektrische Aktivität der Muskeln eines Oktopus zu messen.Sie präsentierte die Ergebnisse beider Tests auf dem Treffen der American Chemical Society im Herbst 2022.
SCHALLSICHERES HOLZ
Bildnachweis: ACS Nano
Diese Holzrüstung kann Kugeln mit minimalem Schaden abwehren.
In diesem Jahr hat ein Forscherteam unter der Leitung von Huiqiao Li von der Huazhong University of Science and Technology eine Holzpanzerung entwickelt, die stark genug ist, um einen Schuss aus einem 9-mm-Revolver abzuwehren (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Die Festigkeit des Holzes beruht auf seinen abwechselnden Lagen aus Lignozellulose und einem vernetzten Siloxanpolymer.Die Lignozellulose widersteht dem Bruch dank ihrer sekundären Wasserstoffbrückenbindungen, die sich beim Bruch neu bilden können.Gleichzeitig wird das biegsame Polymer stabiler, wenn es getroffen wird.Bei der Herstellung des Materials ließ sich Li von Pirarucu inspirieren, einem südamerikanischen Fisch, dessen Haut robust genug ist, um den rasiermesserscharfen Zähnen eines Piranhas standzuhalten.Da die Holzpanzerung leichter als andere schlagfeste Materialien wie Stahl ist, glauben die Forscher, dass das Holz militärische und Luftfahrtanwendungen haben könnte.
Postzeit: 19. Dezember 2022