Այս տարօրինակ հայտնագործությունները այս տարի գրավեցին C&EN խմբագիրների ուշադրությունը։
Քրիստալ Վասկեսի կողմից
Պեպտո-Բիսմոլի առեղծվածը
Լուսանկարը՝ Ազգային համայնք
Բիսմութի սուբսալիցիլատի կառուցվածքը (Bi = վարդագույն; O = կարմիր; C = մոխրագույն)
Այս տարի Ստոկհոլմի համալսարանի հետազոտողների մի խումբ բացահայտեց դարավոր մի առեղծված՝ բիսմութի սուբսալիցիլատի կառուցվածքը, որը Pepto-Bismol-ի (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0) ակտիվ բաղադրիչն է: Էլեկտրոնային դիֆրակցիայի միջոցով հետազոտողները պարզեցին, որ միացությունը դասավորված է ձողանման շերտերով: Յուրաքանչյուր ձողի կենտրոնում թթվածնի անիոնները հերթագայաբար կամրջում են երեքից չորս բիսմութի կատիոններ: Մինչդեռ, սալիցիլատային անիոնները համակարգվում են բիսմութի հետ իրենց կարբօքսիլային կամ ֆենոլային խմբերի միջոցով: Էլեկտրոնային մանրադիտակի տեխնիկայի միջոցով հետազոտողները նաև հայտնաբերել են շերտերի դասավորության տատանումներ: Նրանք կարծում են, որ այս անկարգ դասավորվածությունը կարող է բացատրել, թե ինչու է բիսմութի սուբսալիցիլատի կառուցվածքը այդքան երկար ժամանակ անտեսանելի եղել գիտնականների համար:
Լուսանկարը՝ Ռուզբե Ջաֆարիի
Նախաբազկին ամրացված գրաֆենի սենսորները կարող են ապահովել արյան ճնշման անընդհատ չափումներ։
Արյան ճնշման դաջվածքներ
Ավելի քան 100 տարի արյան ճնշման մոնիթորինգը նշանակում էր ձեռքը սեղմել փչովի թևքով։ Այս մեթոդի թերություններից մեկն այն է, որ յուրաքանչյուր չափում ներկայացնում է մարդու սրտանոթային առողջության միայն մի փոքր պատկեր։ Սակայն 2022 թվականին գիտնականները ստեղծեցին ժամանակավոր գրաֆենային «դաջվածք», որը կարող է անընդհատ մոնիթորինգ անել արյան ճնշումը մի քանի ժամ շարունակ (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w): Ածխածնային սենսորային զանգվածը գործում է՝ կրողի նախաբազկին փոքր էլեկտրական հոսանքներ ուղարկելով և հետևելով, թե ինչպես է լարումը փոխվում, երբ հոսանքը շարժվում է մարմնի հյուսվածքներով։ Այս արժեքը համընկնում է արյան ծավալի փոփոխությունների հետ, որոնք համակարգչային ալգորիթմը կարող է թարգմանել սիստոլիկ և դիաստոլիկ արյան ճնշման չափումների։ Ուսումնասիրության հեղինակներից մեկի՝ Տեխասի A&M համալսարանի Ռուզբե Ջաֆարիի խոսքով, սարքը բժիշկներին կառաջարկի հիվանդի սրտի առողջությունը երկար ժամանակահատվածում մոնիթորինգի աննկատելի միջոց։ Այն կարող է նաև օգնել բժշկական մասնագետներին զտել արյան ճնշմանը ազդող կողմնակի գործոնները, ինչպիսին է բժշկի մոտ սթրեսային այցը։
Մարդկային ծագում ունեցող արմատականներ
Վարկ՝ Mikal Schlosser/TU Դանիա
Չորս կամավորներ նստեցին կլիմայով կառավարվող խցիկում, որպեսզի հետազոտողները կարողանան ուսումնասիրել, թե ինչպես են մարդիկ ազդում ներսի օդի որակի վրա։
Գիտնականները գիտեն, որ մաքրող միջոցները, ներկերը և օդը թարմացնող միջոցները բոլորն էլ ազդում են ներսի օդի որակի վրա: Այս տարի հետազոտողները պարզեցին, որ մարդիկ նույնպես կարող են: Չորս կամավորների տեղավորելով կլիմայով կառավարվող խցիկում, մի թիմ պարզեց, որ մարդկանց մաշկի վրա առկա բնական յուղերը կարող են ռեակցիայի մեջ մտնել օդի օզոնի հետ՝ առաջացնելով հիդրօքսիլ (OH) ռադիկալներ (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340): Ձևավորվելուց հետո այս բարձր ռեակտիվ ռադիկալները կարող են օքսիդացնել օդում առկա միացությունները և առաջացնել պոտենցիալ վնասակար մոլեկուլներ: Այս ռեակցիաներին մասնակցող մաշկի յուղը սկվալենն է, որը ռեակցիայի մեջ է մտնում օզոնի հետ՝ առաջացնելով 6-մեթիլ-5-հեպտեն-2-ոն (6-MHO): Այնուհետև օզոնը ռեակցիայի մեջ է մտնում 6-MHO-ի հետ՝ առաջացնելով OH: Հետազոտողները պլանավորում են հիմնվել այս աշխատանքի վրա՝ ուսումնասիրելով, թե ինչպես կարող են տարբեր լինել այս մարդու կողմից առաջացած հիդրօքսիլ ռադիկալների մակարդակները տարբեր շրջակա միջավայրի պայմաններում: Մինչդեռ, նրանք հույս ունեն, որ այս արդյունքները գիտնականներին կստիպեն վերանայել, թե ինչպես են գնահատում ներսի քիմիան, քանի որ մարդիկ հաճախ չեն դիտվում որպես արտանետումների աղբյուր:
Գորտերի համար անվտանգ գիտություն
Թունավոր գորտերի կողմից իրենց պաշտպանելու համար արտազատվող քիմիական նյութերն ուսումնասիրելու համար հետազոտողները պետք է կենդանիների մաշկի նմուշներ վերցնեն: Սակայն առկա նմուշառման մեթոդները հաճախ վնասում են այս նուրբ երկկենցաղներին կամ նույնիսկ պահանջում են էվթանազիա: 2022 թվականին գիտնականները մշակեցին գորտերից նմուշներ վերցնելու ավելի մարդասիրական մեթոդ՝ օգտագործելով MasSpec Pen կոչվող սարքը, որն օգտագործում է գրիչի նման նմուշառիչ՝ կենդանիների մեջքի վրա առկա ալկալոիդները վերցնելու համար (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035): Սարքը ստեղծվել է Լիվիա Էբերլինի՝ Օսթինի Տեխասի համալսարանի վերլուծական քիմիկոսի կողմից: Սկզբնապես այն նախատեսված էր վիրաբույժներին օգնելու տարբերակել մարդու մարմնում առողջ և քաղցկեղային հյուսվածքները, բայց Էբերլինը հասկացավ, որ գործիքը կարող է օգտագործվել գորտերին ուսումնասիրելու համար, երբ հանդիպեց Սթենֆորդի համալսարանի կենսաբան Լորեն Օ'Քոնելի հետ, ով ուսումնասիրում է, թե ինչպես են գորտերը նյութափոխանակում և կլանում ալկալոիդները:
Լուսանկարը՝ Լիվիա Էբերլինի
Զանգվածային սպեկտրոմետրիայի գրիչը կարող է նմուշներ վերցնել թունավոր գորտերի մաշկից՝ առանց կենդանիներին վնասելու։
Վարկ՝ Գիտություն/Ժենան Բաո
Ձգվող, հաղորդիչ էլեկտրոդը կարող է չափել ութոտնուկի մկանների էլեկտրական ակտիվությունը։
Էլեկտրոդներ, որոնք հարմար են ութոտնուկի համար
Կենսաէլեկտրոնիկայի նախագծումը կարող է լինել փոխզիջման դաս։ Ճկուն պոլիմերները հաճախ կոշտանում են՝ իրենց էլեկտրական հատկությունների բարելավմանը զուգընթաց։ Սակայն Սթենֆորդի համալսարանի Ժենան Բաոյի գլխավորած հետազոտողների թիմը մշակել է էլեկտրոդ, որը և՛ ձգվող է, և՛ հաղորդիչ՝ համատեղելով երկու աշխարհների լավագույն կողմերը։ Էլեկտրոդի դիմադրության կարևորագույն կողմը դրա փոխկապակցված հատվածներն են. յուրաքանչյուր հատված օպտիմալացված է հաղորդիչ կամ ճկուն լինելու համար, որպեսզի չհակասեցնի մյուսի հատկություններին։ Իր կարողությունները ցույց տալու համար Բաոն օգտագործել է էլեկտրոդը՝ մկների ուղեղի ցողունի նեյրոնները խթանելու և ութոտնուկի մկանների էլեկտրական ակտիվությունը չափելու համար։ Նա երկու փորձարկումների արդյունքները ներկայացրել է Ամերիկյան քիմիական ընկերության 2022 թվականի աշնանային հանդիպման ժամանակ։
Անխոցելի փայտ
Վարկային կազմակերպություն՝ ACS Nano
Այս փայտե զրահը կարող է հետ մղել փամփուշտները նվազագույն վնասով։
Այս տարի Հուաժոնգի գիտության և տեխնոլոգիայի համալսարանի Հուիչյաո Լիի գլխավորած հետազոտողների թիմը ստեղծել է փայտե զրահ, որը բավականաչափ ամուր է 9 մմ տրամաչափի ատրճանակից կրակոցը հետ մղելու համար (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725): Փայտի ամրությունը պայմանավորված է լիգնոցելյուլոզի և խաչաձև կապված սիլօքսանային պոլիմերի հերթագայող շերտերով: Լիգնոցելյուլոզը դիմադրում է կոտրմանը իր երկրորդային ջրածնային կապերի շնորհիվ, որոնք կարող են վերաձևավորվել կոտրվելիս: Միևնույն ժամանակ, ճկուն պոլիմերը դառնում է ավելի ամուր հարվածի ժամանակ: Նյութը ստեղծելու համար Լին ոգեշնչվել է պիրարուկուից՝ հարավամերիկյան ձկից, որի մաշկը բավականաչափ ամուր է պիրանյայի սուր ատամներին դիմակայելու համար: Քանի որ փայտե զրահը ավելի թեթև է, քան այլ հարվածակայուն նյութերը, ինչպիսին է պողպատը, հետազոտողները կարծում են, որ փայտը կարող է կիրառվել ռազմական և ավիացիոն ոլորտներում:
Հրապարակման ժամանակը. Դեկտեմբերի 19-2022