Ugunduzi huu wa ajabu ulivutia umakini wa wahariri wa C&EN mwaka huu
by Krystal Vasquez
Fumbo la PEPTO-BISMOL
Mikopo: Nat. Commun.
Muundo wa Bismuth subsalicylate (Bi = waridi; O = nyekundu; C = kijivu)
Mwaka huu, timu ya watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Stockholm ilifichua siri ya karne moja: muundo wa bismuth subsalicylate, kiambato kinachofanya kazi katika Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Kwa kutumia mtawanyiko wa elektroni, watafiti waligundua kuwa kiwanja kimepangwa katika tabaka kama fimbo. Katikati ya kila fimbo, anioni za oksijeni hubadilishana kati ya kuunganisha kaoni tatu na nne za bismuth. Wakati huo huo anioni za salicylate, huratibu bismuth kupitia vikundi vyao vya kaboksili au fenoli. Kwa kutumia mbinu za hadubini ya elektroni, watafiti pia waligundua tofauti katika upangaji wa tabaka. Wanaamini mpangilio huu usio na mpangilio unaweza kuelezea kwa nini muundo wa bismuth subsalicylate umeweza kuwakwepa wanasayansi kwa muda mrefu.
Mikopo: Kwa hisani ya Roozbeh Jafari
Vipimaji vya graphene vilivyoshikamana na mkono wa mbele vinaweza kutoa vipimo vya shinikizo la damu vinavyoendelea.
Tatoo za Shinikizo la Damu
Kwa zaidi ya miaka 100, kufuatilia shinikizo la damu yako kumemaanisha kubanwa mkono wako kwa kutumia kifaa cha kusukumia hewa. Hata hivyo, ubaya mmoja wa njia hii ni kwamba kila kipimo kinawakilisha picha ndogo tu ya afya ya moyo na mishipa ya mtu. Lakini mnamo 2022, wanasayansi waliunda "tattoo" ya muda ya graphene ambayo inaweza kufuatilia shinikizo la damu kwa saa kadhaa kwa wakati mmoja (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Safu ya sensa inayotegemea kaboni hufanya kazi kwa kutuma mikondo midogo ya umeme kwenye mkono wa mvaaji na kufuatilia jinsi volteji inavyobadilika kadri mkondo unavyopita kwenye tishu za mwili. Thamani hii inahusiana na mabadiliko katika ujazo wa damu, ambayo algoriti ya kompyuta inaweza kutafsiri katika vipimo vya shinikizo la damu la systolic na diastolic. Kulingana na mmoja wa waandishi wa utafiti huo, Roozbeh Jafari wa Chuo Kikuu cha Texas A&M, kifaa hicho kingewapa madaktari njia isiyoonekana ya kufuatilia afya ya moyo wa mgonjwa kwa muda mrefu. Inaweza pia kuwasaidia wataalamu wa matibabu kuchuja mambo yasiyo ya lazima yanayoathiri shinikizo la damu—kama vile ziara ya daktari yenye msongo wa mawazo.
WATU WALIOTOKEA WANADAMU
Credit: Mikal Schlosser/TU Denmark
Wajitolea wanne walikaa katika chumba kinachodhibitiwa na hali ya hewa ili watafiti waweze kusoma jinsi wanadamu wanavyoathiri ubora wa hewa ya ndani.
Wanasayansi wanajua kwamba bidhaa za kusafisha, rangi, na viburudishaji hewa vyote huathiri ubora wa hewa ya ndani. Watafiti waligundua mwaka huu kwamba wanadamu wanaweza pia. Kwa kuwaweka watu wanne waliojitolea ndani ya chumba kinachodhibitiwa na hali ya hewa, timu iligundua kuwa mafuta asilia kwenye ngozi ya watu yanaweza kuguswa na ozoni hewani ili kutoa radicals za hidroksili (OH) (Sayansi 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Mara tu baada ya kuundwa, radicals hizi tendaji sana zinaweza oksidi misombo ya hewani na kutoa molekuli zinazoweza kuwa na madhara. Mafuta ya ngozi yanayoshiriki katika athari hizi ni squalene, ambayo tendaji na ozoni ili kuunda 6-methyl-5-hepten-2-one (6-MHO). Kisha ozoni tendaji na 6-MHO ili kuunda OH. Watafiti wanapanga kujenga juu ya kazi hii kwa kuchunguza jinsi viwango vya radicals hizi za hidroksili zinazozalishwa na binadamu vinavyoweza kutofautiana chini ya hali tofauti za mazingira. Wakati huo huo, wanatumai matokeo haya yatawafanya wanasayansi kufikiria upya jinsi wanavyotathmini kemia ya ndani, kwani wanadamu mara nyingi hawaonekani kama vyanzo vya uzalishaji.
SAYANSI SALAMA KWA VYURA
Ili kusoma kemikali zinazotoa sumu kwa vyura ili kujilinda, watafiti wanahitaji kuchukua sampuli za ngozi kutoka kwa wanyama. Lakini mbinu zilizopo za sampuli mara nyingi huwadhuru amfibia hawa dhaifu au hata kuhitaji euthanasia. Mnamo 2022, wanasayansi walibuni mbinu ya kibinadamu zaidi ya sampuli kwa vyura kwa kutumia kifaa kinachoitwa MasSpec Pen, ambacho hutumia sampuli inayofanana na kalamu kuchukua alkaloidi zilizopo mgongoni mwa wanyama (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Kifaa hicho kiliundwa na Livia Eberlin, mwanakemia wa uchambuzi katika Chuo Kikuu cha Texas huko Austin. Hapo awali kilikusudiwa kuwasaidia madaktari wa upasuaji kutofautisha kati ya tishu zenye afya na saratani katika mwili wa binadamu, lakini Eberlin aligundua kuwa kifaa hicho kinaweza kutumika kusoma vyura baada ya kukutana na Lauren O'Connell, mwanabiolojia katika Chuo Kikuu cha Stanford ambaye anasoma jinsi vyura wanavyometaboli na kutenga alkaloidi.
Mikopo: Livia Eberlin
Kalamu ya kupima ukubwa wa chura inaweza kuonja ngozi ya vyura wenye sumu bila kuwadhuru wanyama.
Credit: Science/Zhenan Bao
Elektrodi inayonyooka na inayopitisha umeme inaweza kupima shughuli za umeme za misuli ya pweza.
ELEKTRODI ZINAZOFAA PUPUPUS
Kubuni bioelektroniki kunaweza kuwa somo katika maelewano. Polima zinazonyumbulika mara nyingi huwa ngumu kadri sifa zao za umeme zinavyoboreka. Lakini timu ya watafiti ikiongozwa na Zhenan Bao wa Chuo Kikuu cha Stanford ilikuja na elektrodi ambayo ni ya kunyoosha na ya kupitishia umeme, ikichanganya bora zaidi ya ulimwengu wote. Kipengele cha upinzani cha elektrodi ni sehemu zake zinazofungamana—kila sehemu imeboreshwa ili iwe ya kupitishia umeme au inayoweza kunyumbulika ili isiweze kupinga sifa za nyingine. Ili kuonyesha uwezo wake, Bao alitumia elektrodi hiyo kuchochea niuroni kwenye shina la ubongo la panya na kupima shughuli za umeme za misuli ya pweza. Alionyesha matokeo ya majaribio yote mawili katika mkutano wa Chama cha Kemikali cha Marekani wa Msimu wa Kuanguka 2022.
Mbao Isiyopitisha Risasi
Mikopo: ACS Nano
Silaha hii ya mbao inaweza kurudisha risasi bila uharibifu mkubwa.
Mwaka huu, timu ya watafiti iliyoongozwa na Huiqiao Li wa Chuo Kikuu cha Sayansi na Teknolojia cha Huazhong iliunda kinga ya mbao yenye nguvu ya kutosha kukwepa risasi kutoka kwa bastola ya 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Nguvu ya kuni inatokana na karatasi zake zinazobadilika za lignocellulose na polima ya siloxane iliyounganishwa. Lignocellulose hupinga kuvunjika kutokana na vifungo vyake vya hidrojeni vya pili, ambavyo vinaweza kuunda upya vinapovunjika. Wakati huo huo, polima inayoweza kunyumbulika inakuwa imara zaidi inapopigwa. Ili kuunda nyenzo hiyo, Li alipata msukumo kutoka kwa pirarucu, samaki wa Amerika Kusini mwenye ngozi ngumu ya kutosha kustahimili meno makali ya piranha. Kwa sababu kinga ya mbao ni nyepesi kuliko vifaa vingine vinavyostahimili mgomo, kama vile chuma, watafiti wanaamini mbao hiyo inaweza kutumika kijeshi na anga.
Muda wa chapisho: Desemba-19-2022