Queste strane scoperte hanno catturato l'attenzione dei redattori di C&EN quest'anno
di Krystal Vasquez
IL MISTERO DEL PEPTO-BISMOL
Credito: Nat. Commun.
Struttura del subsalicilato di bismuto (Bi = rosa; O = rosso; C = grigio)
Quest'anno, un team di ricercatori dell'Università di Stoccolma ha svelato un mistero secolare: la struttura del subsalicilato di bismuto, il principio attivo del Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Utilizzando la diffrazione elettronica, i ricercatori hanno scoperto che il composto è disposto in strati a forma di bastoncello. Lungo il centro di ogni bastoncello, gli anioni di ossigeno si alternano tra tre e quattro cationi di bismuto. Gli anioni salicilato, nel frattempo, si coordinano con il bismuto attraverso i loro gruppi carbossilici o fenolici. Utilizzando tecniche di microscopia elettronica, i ricercatori hanno anche scoperto variazioni nella disposizione degli strati. Ritengono che questa disposizione disordinata possa spiegare perché la struttura del subsalicilato di bismuto sia riuscita a sfuggire agli scienziati per così tanto tempo.
Credito: Per gentile concessione di Roozbeh Jafari
I sensori in grafene applicati all'avambraccio possono fornire misurazioni continue della pressione sanguigna.
TATUAGGI PER LA PRESSIONE SANGUIGNA
Per oltre 100 anni, monitorare la pressione sanguigna ha significato farsi stringere il braccio con un bracciale gonfiabile. Uno svantaggio di questo metodo, tuttavia, è che ogni misurazione rappresenta solo una piccola istantanea della salute cardiovascolare di una persona. Ma nel 2022, gli scienziati hanno creato un "tatuaggio" temporaneo in grafene in grado di monitorare costantemente la pressione sanguigna per diverse ore (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Il sensore a base di carbonio funziona inviando piccole correnti elettriche nell'avambraccio di chi lo indossa e monitorando come la tensione cambia mentre la corrente si muove attraverso i tessuti del corpo. Questo valore è correlato alle variazioni del volume sanguigno, che un algoritmo informatico può tradurre in misurazioni della pressione sanguigna sistolica e diastolica. Secondo uno degli autori dello studio, Roozbeh Jafari della Texas A&M University, il dispositivo offrirebbe ai medici un modo discreto per monitorare la salute cardiaca di un paziente per periodi prolungati. Potrebbe anche aiutare i professionisti sanitari a filtrare fattori estranei che influiscono sulla pressione sanguigna, come una visita medica stressante.
RADICALI GENERATI DALL'UOMO
Credito: Mikal Schlosser/TU Danimarca
Quattro volontari sono stati seduti in una camera climatizzata in modo che i ricercatori potessero studiare il modo in cui gli esseri umani influenzano la qualità dell'aria interna.
Gli scienziati sanno che prodotti per la pulizia, vernici e deodoranti per ambienti influiscono tutti sulla qualità dell'aria interna. Quest'anno i ricercatori hanno scoperto che anche gli esseri umani possono farlo. Collocando quattro volontari all'interno di una camera a temperatura controllata, un team ha scoperto che gli oli naturali presenti sulla pelle umana possono reagire con l'ozono presente nell'aria per produrre radicali idrossilici (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Una volta formati, questi radicali altamente reattivi possono ossidare i composti presenti nell'aria e produrre molecole potenzialmente dannose. L'olio della pelle che partecipa a queste reazioni è lo squalene, che reagisce con l'ozono per formare 6-metil-5-epten-2-one (6-MHO). L'ozono reagisce quindi con 6-MHO per formare OH. I ricercatori intendono approfondire questo lavoro studiando come i livelli di questi radicali idrossilici generati dall'uomo possano variare in diverse condizioni ambientali. Nel frattempo, sperano che queste scoperte inducano gli scienziati a riconsiderare il modo in cui valutano la chimica degli ambienti interni, poiché gli esseri umani non sono spesso considerati fonti di emissioni.
SCIENZA SICURA PER LE RANE
Per studiare le sostanze chimiche che le rane velenose secernono per difendersi, i ricercatori devono prelevare campioni di pelle dagli animali. Tuttavia, le tecniche di campionamento esistenti spesso danneggiano questi delicati anfibi o addirittura richiedono l'eutanasia. Nel 2022, gli scienziati hanno sviluppato un metodo più umano per campionare le rane utilizzando un dispositivo chiamato MasSpec Pen, che utilizza un campionatore a forma di penna per raccogliere gli alcaloidi presenti sul dorso degli animali (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Il dispositivo è stato creato da Livia Eberlin, chimica analitica presso l'Università del Texas ad Austin. Originariamente doveva aiutare i chirurghi a distinguere i tessuti sani da quelli cancerosi nel corpo umano, ma Eberlin si rese conto che lo strumento poteva essere utilizzato per studiare le rane dopo aver incontrato Lauren O'Connell, una biologa della Stanford University che studia come le rane metabolizzano e sequestrano gli alcaloidi.
Credito: Livia Eberlin
Una penna per spettrometria di massa può campionare la pelle delle rane velenose senza arrecare danno agli animali.
Credito: Scienza/Zhenan Bao
Un elettrodo elastico e conduttivo può misurare l'attività elettrica dei muscoli di un polpo.
ELETTRODI ADATTI PER UN POLPO
Progettare la bioelettronica può essere una lezione di compromesso. I polimeri flessibili spesso diventano rigidi man mano che migliorano le loro proprietà elettriche. Ma un team di ricercatori guidato da Zhenan Bao della Stanford University ha ideato un elettrodo che è sia elastico che conduttivo, combinando il meglio di entrambi i mondi. Il pezzo forte dell'elettrodo sono le sue sezioni interconnesse: ogni sezione è ottimizzata per essere conduttiva o malleabile in modo da non contrastare le proprietà dell'altra. Per dimostrarne le capacità, Bao ha utilizzato l'elettrodo per stimolare i neuroni nel tronco encefalico dei topi e misurare l'attività elettrica dei muscoli di un polpo. Ha presentato i risultati di entrambi i test al convegno dell'American Chemical Society dell'autunno 2022.
LEGNO ANTIPROIETTILE
Credito: ACS Nano
Questa armatura di legno può respingere i proiettili con danni minimi.
Quest'anno, un team di ricercatori guidato da Huiqiao Li dell'Università di Scienza e Tecnologia di Huazhong ha creato un'armatura di legno sufficientemente resistente da deviare un proiettile sparato da un revolver da 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). La resistenza del legno deriva dall'alternanza di strati di lignocellulosa e di un polimero silossanico reticolato. La lignocellulosa resiste alla frattura grazie ai suoi legami idrogeno secondari, che possono riformarsi in caso di rottura. Nel frattempo, il polimero flessibile diventa più robusto quando viene colpito. Per creare il materiale, Li si è ispirato al pirarucu, un pesce sudamericano con una pelle abbastanza resistente da resistere ai denti affilati come rasoi di un piranha. Poiché l'armatura di legno è più leggera di altri materiali resistenti agli urti, come l'acciaio, i ricercatori ritengono che il legno possa avere applicazioni militari e aeronautiche.
Data di pubblicazione: 19-12-2022