การค้นพบที่แปลกประหลาดเหล่านี้ได้รับความสนใจจากบรรณาธิการของ C&EN ในปีนี้
โดยคริสตัล วาสเกซ
ความลึกลับของเปปโต-บิสมอล
เครดิต: ณัฐ.ชุมชน
โครงสร้างของบิสมัทซับซาลิไซเลต (Bi = สีชมพู O = สีแดง C = สีเทา)
ในปีนี้ ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์มได้ไขปริศนาอายุนับศตวรรษ นั่นคือโครงสร้างของบิสมัทซับซาลิไซเลต ซึ่งเป็นสารออกฤทธิ์ใน Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0)จากการใช้การเลี้ยวเบนของอิเล็กตรอน นักวิจัยพบว่าสารประกอบถูกจัดเรียงเป็นชั้นคล้ายแท่งตามจุดศูนย์กลางของแกนแต่ละอัน ไอออนของออกซิเจนจะสลับระหว่างการเชื่อมบิสมัทไอออนบวกสามและสี่ตัวในขณะเดียวกัน ไอออนของซาลิไซเลตจะประสานเป็นบิสมัทผ่านหมู่คาร์บอกซิลิกหรือฟีนอลิกของพวกมันด้วยการใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน นักวิจัยยังได้ค้นพบรูปแบบในการซ้อนชั้นพวกเขาเชื่อว่าการจัดเรียงที่ไม่เป็นระเบียบนี้อาจอธิบายได้ว่าทำไมโครงสร้างของบิสมัทซับซาลิไซเลตจึงสามารถหลบเลี่ยงนักวิทยาศาสตร์ได้เป็นเวลานาน
เครดิต: ความอนุเคราะห์จาก Roozbeh Jafari
เซ็นเซอร์กราฟีนที่ติดอยู่ที่ปลายแขนสามารถวัดความดันโลหิตได้อย่างต่อเนื่อง
รอยสักความดันโลหิต
กว่า 100 ปีที่ผ่านมา การวัดความดันโลหิตของคุณหมายถึงการบีบแขนของคุณด้วยผ้าพันแขนแบบเป่าลมอย่างไรก็ตาม ข้อเสียประการหนึ่งของวิธีนี้คือการวัดแต่ละครั้งเป็นเพียงภาพรวมเล็กๆ ของสุขภาพหัวใจและหลอดเลือดของบุคคลแต่ในปี 2022 นักวิทยาศาสตร์ได้สร้าง "รอยสัก" กราฟีนชั่วคราวที่สามารถตรวจสอบความดันโลหิตได้อย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายชั่วโมง (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w)อาร์เรย์เซ็นเซอร์ที่ใช้คาร์บอนทำงานโดยการส่งกระแสไฟฟ้าขนาดเล็กไปที่ปลายแขนของผู้สวมใส่ และติดตามดูว่าแรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อกระแสไฟฟ้าเคลื่อนผ่านเนื้อเยื่อของร่างกายค่านี้สัมพันธ์กับการเปลี่ยนแปลงของปริมาตรเลือด ซึ่งอัลกอริทึมของคอมพิวเตอร์สามารถแปลงเป็นการวัดความดันโลหิตขณะหัวใจบีบตัวและคลายตัวได้หนึ่งในผู้เขียนงานวิจัย Roozbeh Jafari จาก Texas A&M University กล่าวว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะมอบวิธีการที่ไม่สร้างความรำคาญให้กับแพทย์ในการตรวจสุขภาพหัวใจของผู้ป่วยเป็นระยะเวลานานนอกจากนี้ยังสามารถช่วยแพทย์ในการกรองปัจจัยภายนอกที่ส่งผลต่อความดันโลหิต เช่น การไปพบแพทย์ด้วยความเครียด
อนุมูลที่มนุษย์สร้างขึ้น
เครดิต: Mikal Schlosser/TU เดนมาร์ก
อาสาสมัครสี่คนนั่งอยู่ในห้องควบคุมสภาพอากาศเพื่อให้นักวิจัยสามารถศึกษาว่ามนุษย์ส่งผลต่อคุณภาพอากาศภายในอาคารอย่างไร
นักวิทยาศาสตร์ทราบดีว่าผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด สี และสารปรับอากาศล้วนส่งผลต่อคุณภาพอากาศภายในอาคารนักวิจัยค้นพบในปีนี้ว่ามนุษย์ก็สามารถทำได้เช่นกันทีมงานได้ค้นพบว่าน้ำมันตามธรรมชาติบนผิวหนังของคนเราสามารถทำปฏิกิริยากับโอโซนในอากาศเพื่อผลิตอนุมูลไฮดรอกซิล (OH) ได้ (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340) โดยจัดอาสาสมัครสี่คนไว้ในห้องควบคุมสภาพอากาศเมื่อก่อตัวขึ้นแล้ว อนุมูลที่มีปฏิกิริยาสูงเหล่านี้สามารถออกซิไดซ์สารประกอบในอากาศและผลิตโมเลกุลที่อาจเป็นอันตรายได้น้ำมันผิวหนังที่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาเหล่านี้คือสควาลีน ซึ่งทำปฏิกิริยากับโอโซนเพื่อสร้าง 6-เมทิล-5-เฮปเทน-2-โอน (6-MHO)โอโซนจะทำปฏิกิริยากับ 6-MHO เพื่อสร้าง OHนักวิจัยวางแผนที่จะต่อยอดงานนี้โดยการตรวจสอบว่าระดับของอนุมูลไฮดรอกซิลที่มนุษย์สร้างขึ้นเหล่านี้อาจแตกต่างกันไปอย่างไรภายใต้สภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันในระหว่างนี้ พวกเขาหวังว่าการค้นพบนี้จะทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดใหม่ว่าพวกเขาประเมินเคมีภายในอาคารอย่างไร เนื่องจากมนุษย์มักไม่ถูกมองว่าเป็นแหล่งของการปล่อยมลพิษ
วิทยาศาสตร์ที่ปลอดภัยสำหรับกบ
เพื่อศึกษาสารเคมีที่กบพิษขับออกมาเพื่อป้องกันตัวเอง นักวิจัยจำเป็นต้องเก็บตัวอย่างผิวหนังจากสัตว์แต่เทคนิคการสุ่มตัวอย่างที่มีอยู่มักเป็นอันตรายต่อสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำที่บอบบางเหล่านี้หรือถึงขั้นต้องใช้การุณยฆาตในปี 2565 นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการสุ่มตัวอย่างกบโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า MasSpec Pen ซึ่งใช้เครื่องเก็บตัวอย่างแบบปากกาเพื่อเก็บตัวอย่างอัลคาลอยด์ที่ด้านหลังของสัตว์ (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035)อุปกรณ์ดังกล่าวสร้างขึ้นโดย Livia Eberlin นักเคมีวิเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยเทกซัส เมืองออสตินเดิมทีมีจุดมุ่งหมายเพื่อช่วยให้ศัลยแพทย์แยกความแตกต่างระหว่างเนื้อเยื่อที่มีสุขภาพดีและเนื้อเยื่อที่เป็นมะเร็งในร่างกายมนุษย์ แต่เอเบอร์ลินตระหนักว่าเครื่องมือนี้สามารถใช้ศึกษากบได้ หลังจากที่เธอได้พบกับลอเรน โอคอนเนลล์ นักชีววิทยาแห่งมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด ซึ่งศึกษาวิธีที่กบเผาผลาญและแยกสารอัลคาลอยด์ .
เครดิต: Livia Eberlin
ปากกาแมสสเปกโทรเมตรีสามารถสุ่มตัวอย่างผิวหนังของกบพิษได้โดยไม่ทำร้ายสัตว์
เครดิต: Science/Zhenan Bao
อิเล็กโทรดนำไฟฟ้าที่ยืดหยุ่นสามารถวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของกล้ามเนื้อปลาหมึกได้
อิเล็กโทรดเหมาะสำหรับปลาหมึกยักษ์
การออกแบบไบโออิเล็กทรอนิกส์สามารถเป็นบทเรียนในการประนีประนอมพอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นได้มักจะแข็งขึ้นเมื่อคุณสมบัติทางไฟฟ้าดีขึ้นแต่ทีมนักวิจัยที่นำโดย Zhenan Bao จาก Stanford University ได้คิดค้นอิเล็กโทรดที่ทั้งยืดหยุ่นและนำไฟฟ้าได้ ซึ่งรวมเอาสิ่งที่ดีที่สุดของทั้งสองโลกเข้าด้วยกันชิ้นส่วนของความต้านทานของอิเล็กโทรดคือส่วนที่เชื่อมต่อกัน แต่ละส่วนได้รับการปรับให้เป็นตัวนำไฟฟ้าหรืออ่อนตัวได้ เพื่อไม่ให้ขัดต่อคุณสมบัติของอีกส่วนเพื่อแสดงให้เห็นถึงความสามารถของมัน Bao ใช้อิเล็กโทรดเพื่อกระตุ้นเซลล์ประสาทในก้านสมองของหนูและวัดกิจกรรมทางไฟฟ้าของกล้ามเนื้อปลาหมึกยักษ์เธอแสดงผลการทดสอบทั้งสองในการประชุมฤดูใบไม้ร่วงปี 2022 ของ American Chemical Society
ไม้กันกระสุน
เครดิต: ACS Nano
ชุดเกราะไม้นี้สามารถกันกระสุนได้โดยสร้างความเสียหายเพียงเล็กน้อย
ในปีนี้ ทีมนักวิจัยที่นำโดย Huiqiao Li จาก Huazhong University of Science and Technology ได้สร้างเกราะไม้ที่แข็งแรงพอที่จะหักเหกระสุนจากปืนลูกโม่ 9 มม. (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725)ความแข็งแรงของไม้มาจากการสลับแผ่นลิกโนเซลลูโลสและพอลิเมอร์ไซลอกเซนที่เชื่อมขวางลิกโนเซลลูโลสต้านทานการแตกหักด้วยพันธะไฮโดรเจนทุติยภูมิ ซึ่งสามารถก่อตัวใหม่ได้เมื่อแตกในขณะเดียวกัน พอลิเมอร์ที่ยืดหยุ่นได้จะแข็งแรงขึ้นเมื่อถูกกระแทกในการสร้างวัสดุ หลี่ได้รับแรงบันดาลใจจากปลาปิรารูคู ปลาในอเมริกาใต้ที่มีผิวหนังแข็งพอที่จะต้านทานฟันที่คมกริบของปิรันยาได้เนื่องจากเกราะไม้นั้นเบากว่าวัสดุที่ทนทานต่อแรงกระแทกอื่นๆ เช่น เหล็ก นักวิจัยจึงเชื่อว่าไม้อาจนำไปใช้ทางการทหารและการบินได้
เวลาโพสต์: 19 ธ.ค.-2565