Những khám phá kỳ quặc này đã thu hút sự chú ý của các biên tập viên C&EN trong năm nay
bởi Krystal Vasquez
BÍ ẨN PEPTO-BISMOL
Tín dụng: Nat.cộng đồng.
Cấu trúc của Bismuth subsalicylate (Bi = hồng; O = đỏ; C = xám)
Năm nay, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Stockholm đã giải mã được một bí ẩn tồn tại hàng thế kỷ: cấu trúc của bismuth subsalicylate, thành phần hoạt chất trong Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0).Sử dụng nhiễu xạ điện tử, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng hợp chất này được sắp xếp thành các lớp hình que.Dọc theo trung tâm của mỗi thanh, các anion oxy xen kẽ giữa ba và bốn cation bismuth bắc cầu.Trong khi đó, các anion salicylat phối hợp với bismuth thông qua các nhóm cacboxylic hoặc phenolic của chúng.Sử dụng các kỹ thuật kính hiển vi điện tử, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện ra các biến thể trong việc xếp lớp.Họ tin rằng sự sắp xếp lộn xộn này có thể giải thích tại sao cấu trúc của bismuth subsalicylate lại lẩn tránh các nhà khoa học trong một thời gian dài như vậy.
Tín dụng: Phép lịch sự của Roozbeh Jafari
Cảm biến graphene gắn vào cẳng tay có thể cung cấp các phép đo huyết áp liên tục.
HÌNH XĂM HUYẾT ÁP
Trong hơn 100 năm, theo dõi huyết áp của bạn có nghĩa là cánh tay của bạn được siết chặt bằng vòng bít bơm hơi.Tuy nhiên, một nhược điểm của phương pháp này là mỗi phép đo chỉ thể hiện một ảnh chụp nhanh nhỏ về sức khỏe tim mạch của một người.Nhưng vào năm 2022, các nhà khoa học đã tạo ra một “hình xăm” graphene tạm thời có thể liên tục theo dõi huyết áp trong vài giờ mỗi lần (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w).Mảng cảm biến dựa trên carbon hoạt động bằng cách gửi các dòng điện nhỏ vào cẳng tay của người đeo và theo dõi điện áp thay đổi như thế nào khi dòng điện di chuyển qua các mô của cơ thể.Giá trị này tương quan với những thay đổi về thể tích máu, mà thuật toán máy tính có thể chuyển thành phép đo huyết áp tâm thu và tâm trương.Theo một trong những tác giả của nghiên cứu, Roozbeh Jafari của Đại học Texas A&M, thiết bị này sẽ cung cấp cho các bác sĩ một cách kín đáo để theo dõi sức khỏe tim của bệnh nhân trong thời gian dài.Nó cũng có thể giúp các chuyên gia y tế lọc ra các yếu tố ngoại lai ảnh hưởng đến huyết áp—chẳng hạn như một lần đi khám bác sĩ căng thẳng.
GỐC DO CON NGƯỜI TẠO RA
Tín dụng: Mikal Schlosser/TU Đan Mạch
Bốn tình nguyện viên ngồi trong một buồng kiểm soát khí hậu để các nhà nghiên cứu có thể nghiên cứu cách con người ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong nhà.
Các nhà khoa học biết rằng các sản phẩm tẩy rửa, sơn và làm mát không khí đều ảnh hưởng đến chất lượng không khí trong nhà.Năm nay, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng con người cũng có thể.Bằng cách đặt bốn tình nguyện viên vào trong một buồng kiểm soát khí hậu, một nhóm đã phát hiện ra rằng dầu tự nhiên trên da của mọi người có thể phản ứng với ôzôn trong không khí để tạo ra các gốc hydroxyl (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340).Sau khi hình thành, các gốc tự do phản ứng cao này có thể oxy hóa các hợp chất trong không khí và tạo ra các phân tử có khả năng gây hại.Dầu da tham gia vào các phản ứng này là squalene, phản ứng với ozone để tạo thành 6-metyl-5-hepten-2-one (6-MHO).Ozone sau đó phản ứng với 6-MHO để tạo thành OH.Các nhà nghiên cứu có kế hoạch xây dựng dựa trên nghiên cứu này bằng cách điều tra mức độ của các gốc hydroxyl do con người tạo ra này có thể thay đổi như thế nào trong các điều kiện môi trường khác nhau.Trong khi chờ đợi, họ hy vọng những phát hiện này sẽ khiến các nhà khoa học suy nghĩ lại về cách họ đánh giá hóa chất trong nhà, vì con người thường không được coi là nguồn phát thải.
KHOA HỌC AN TOÀN CHO Ếch
Để nghiên cứu các chất độc mà ếch tiết ra để tự vệ, các nhà nghiên cứu cần lấy mẫu da của động vật.Tuy nhiên, các kỹ thuật lấy mẫu hiện tại thường gây hại cho những loài lưỡng cư mỏng manh này hoặc thậm chí yêu cầu cái chết êm dịu.Vào năm 2022, các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp nhân đạo hơn để lấy mẫu ếch bằng cách sử dụng một thiết bị có tên là MasSpec Pen, thiết bị này sử dụng một dụng cụ lấy mẫu giống như bút để lấy các chất ancaloit có trên lưng của động vật (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035).Thiết bị này được tạo ra bởi Livia Eberlin, một nhà hóa học phân tích tại Đại học Texas ở Austin.Ban đầu nó được dùng để giúp các bác sĩ phẫu thuật phân biệt giữa mô khỏe mạnh và mô ung thư trong cơ thể người, nhưng Eberlin nhận ra rằng thiết bị này có thể được sử dụng để nghiên cứu ếch sau khi cô gặp Lauren O'Connell, một nhà sinh vật học tại Đại học Stanford, người nghiên cứu cách ếch chuyển hóa và cô lập các alkaloid. .
Tín dụng: Livia Eberlin
Bút khối phổ có thể lấy mẫu da của ếch độc mà không gây hại cho động vật.
Tín dụng: Khoa học / Zhenan Bao
Một điện cực dẫn điện, co giãn có thể đo hoạt động điện của cơ bạch tuộc.
ĐIỆN CỰC PHÙ HỢP CHO BẠCH TUỘC
Thiết kế điện tử sinh học có thể là một bài học về sự thỏa hiệp.Polyme linh hoạt thường trở nên cứng nhắc khi tính chất điện của chúng được cải thiện.Nhưng một nhóm các nhà nghiên cứu do Zhenan Bao của Đại học Stanford đứng đầu đã đưa ra một điện cực vừa co giãn vừa dẫn điện, kết hợp những gì tốt nhất của cả hai thế giới.Điểm nổi bật nhất của điện cực là các phần lồng vào nhau của nó—mỗi phần được tối ưu hóa để trở thành dẫn điện hoặc dễ uốn để không chống lại các đặc tính của phần kia.Để chứng minh khả năng của mình, Bao đã sử dụng điện cực để kích thích tế bào thần kinh trong thân não của chuột và đo hoạt động điện của cơ bạch tuộc.Cô ấy đã giới thiệu kết quả của cả hai bài kiểm tra tại cuộc họp mùa thu năm 2022 của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ.
GỖ CHỐNG ĐẠN
Tín dụng: ACS Nano
Bộ giáp gỗ này có thể đẩy lùi đạn với lực sát thương tối thiểu.
Năm nay, một nhóm các nhà nghiên cứu do Huiqiao Li của Đại học Khoa học và Công nghệ Huazhong đứng đầu đã tạo ra một bộ giáp gỗ đủ mạnh để làm chệch hướng một viên đạn từ súng lục ổ quay 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725).Sức mạnh của gỗ đến từ các tấm lignocellulose xen kẽ của nó và một loại polymer siloxane liên kết ngang.Lignocellulose chống đứt gãy nhờ các liên kết hydro thứ cấp của nó, có thể hình thành lại khi bị đứt.Trong khi đó, polyme dẻo trở nên cứng hơn khi bị va chạm.Để tạo ra vật liệu này, Li đã lấy cảm hứng từ cá pirarucu, một loài cá Nam Mỹ có lớp da đủ cứng để chịu được hàm răng sắc như dao cạo của cá piranha.Vì áo giáp bằng gỗ nhẹ hơn các vật liệu chống va đập khác, chẳng hạn như thép, nên các nhà nghiên cứu tin rằng gỗ có thể có các ứng dụng quân sự và hàng không.
Thời gian đăng bài: 19-Dec-2022