Estos peculiares descubrimientos llamaron la atención de los editores de C&EN este año.
por Krystal Vásquez
EL MISTERIO DEL PEPTO-BISMOL
Crédito: Nat. Commun.
Estructura del subsalicilato de bismuto (Bi = rosa; O = rojo; C = gris)
Este año, un equipo de investigadores de la Universidad de Estocolmo descifró un misterio centenario: la estructura del subsalicilato de bismuto, el ingrediente activo del Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Mediante difracción de electrones, los investigadores descubrieron que el compuesto se dispone en capas con forma de varilla. A lo largo del centro de cada varilla, los aniones de oxígeno se alternan entre tres y cuatro cationes de bismuto. Los aniones de salicilato, por su parte, se coordinan con el bismuto a través de sus grupos carboxílicos o fenólicos. Mediante técnicas de microscopía electrónica, los investigadores también descubrieron variaciones en el apilamiento de las capas. Creen que esta disposición desordenada podría explicar por qué la estructura del subsalicilato de bismuto ha eludido a los científicos durante tanto tiempo.
Crédito: Cortesía de Roozbeh Jafari
Los sensores de grafeno adheridos al antebrazo pueden proporcionar mediciones continuas de la presión arterial.
TATUAJES DE PRESIÓN ARTERIAL
Durante más de 100 años, controlar la presión arterial ha implicado apretar el brazo con un brazalete inflable. Sin embargo, una desventaja de este método es que cada medición representa solo una pequeña instantánea de la salud cardiovascular de una persona. Pero en 2022, científicos crearon un "tatuaje" temporal de grafeno que puede monitorear la presión arterial continuamente durante varias horas (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). El conjunto de sensores a base de carbono funciona enviando pequeñas corrientes eléctricas al antebrazo del usuario y monitoreando cómo cambia el voltaje a medida que la corriente se mueve por los tejidos del cuerpo. Este valor se correlaciona con los cambios en el volumen sanguíneo, que un algoritmo informático puede traducir en mediciones de la presión arterial sistólica y diastólica. Según Roozbeh Jafari, de la Universidad Texas A&M, una de las autoras del estudio, el dispositivo ofrecería a los médicos una forma discreta de monitorear la salud cardíaca de un paciente durante períodos prolongados. También podría ayudar a los profesionales médicos a filtrar factores externos que afectan la presión arterial, como una visita estresante al médico.
RADICALES GENERADOS POR EL HUMANO
Crédito: Mikal Schlosser/TU Dinamarca
Cuatro voluntarios se sentaron en una cámara con clima controlado para que los investigadores pudieran estudiar cómo los humanos afectan la calidad del aire interior.
Los científicos saben que los productos de limpieza, la pintura y los ambientadores afectan la calidad del aire interior. Este año, los investigadores descubrieron que los humanos también pueden hacerlo. Al colocar a cuatro voluntarios dentro de una cámara con clima controlado, un equipo descubrió que los aceites naturales de la piel humana pueden reaccionar con el ozono del aire para producir radicales hidroxilo (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Una vez formados, estos radicales altamente reactivos pueden oxidar compuestos presentes en el aire y producir moléculas potencialmente dañinas. El aceite de la piel que participa en estas reacciones es el escualeno, que reacciona con el ozono para formar 6-metil-5-hepten-2-ona (6-MHO). El ozono reacciona entonces con el 6-MHO para formar OH. Los investigadores planean ampliar este trabajo investigando cómo los niveles de estos radicales hidroxilo generados por los humanos podrían variar en diferentes condiciones ambientales. Mientras tanto, esperan que estos hallazgos hagan que los científicos reconsideren cómo evalúan la química en interiores, ya que los humanos no suelen ser vistos como fuentes de emisiones.
CIENCIA SEGURA PARA LAS RANAS
Para estudiar las sustancias químicas que excretan las ranas venenosas para defenderse, los investigadores necesitan tomar muestras de piel de los animales. Sin embargo, las técnicas de muestreo existentes a menudo dañan a estos delicados anfibios o incluso requieren la eutanasia. En 2022, los científicos desarrollaron un método más humano para tomar muestras de las ranas utilizando un dispositivo llamado MasSpec Pen, que utiliza un muestreador similar a un bolígrafo para recoger los alcaloides presentes en el lomo de los animales (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). El dispositivo fue creado por Livia Eberlin, química analítica de la Universidad de Texas en Austin. Originalmente, estaba destinado a ayudar a los cirujanos a diferenciar entre tejidos sanos y cancerosos en el cuerpo humano, pero Eberlin se dio cuenta de que el instrumento podía usarse para estudiar ranas después de conocer a Lauren O'Connell, bióloga de la Universidad de Stanford que estudia cómo las ranas metabolizan y secuestran alcaloides.
Crédito: Livia Eberlin
Un bolígrafo de espectrometría de masas puede tomar muestras de la piel de ranas venenosas sin dañar a los animales.
Crédito: Ciencia/Zhenan Bao
Un electrodo elástico y conductor puede medir la actividad eléctrica de los músculos de un pulpo.
ELECTRODOS APTOS PARA UN PULPO
Diseñar bioelectrónica puede ser una lección de compromiso. Los polímeros flexibles suelen volverse rígidos a medida que mejoran sus propiedades eléctricas. Pero un equipo de investigadores, dirigido por Zhenan Bao, de la Universidad de Stanford, ideó un electrodo elástico y conductor, que combina lo mejor de ambos mundos. La principal ventaja del electrodo reside en sus secciones entrelazadas: cada sección está optimizada para ser conductora o maleable, de modo que no contrarreste las propiedades de la otra. Para demostrar sus capacidades, Bao utilizó el electrodo para estimular neuronas en el tronco encefálico de ratones y medir la actividad eléctrica de los músculos de un pulpo. Exhibió los resultados de ambas pruebas en la reunión de otoño de 2022 de la Sociedad Química Americana.
MADERA A PRUEBA DE BALAS
Crédito: ACS Nano
Esta armadura de madera puede repeler balas con un daño mínimo.
Este año, un equipo de investigadores dirigido por Huiqiao Li, de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong, creó una armadura de madera lo suficientemente resistente como para desviar el disparo de una bala de un revólver de 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). La resistencia de la madera proviene de sus láminas alternas de lignocelulosa y un polímero de siloxano reticulado. La lignocelulosa resiste la fractura gracias a sus enlaces de hidrógeno secundarios, que pueden volver a formarse al romperse. Mientras tanto, el polímero flexible se vuelve más resistente al impacto. Para crear el material, Li se inspiró en el pirarucú, un pez sudamericano con una piel lo suficientemente resistente como para soportar los afilados dientes de una piraña. Dado que la armadura de madera es más ligera que otros materiales resistentes a los impactos, como el acero, los investigadores creen que la madera podría tener aplicaciones militares y de aviación.
Hora de publicación: 19 de diciembre de 2022