Penemuan-penemuan unik ini menarik perhatian para editor C&EN tahun ini.
oleh Krystal Vasquez
MISTERI PEPTO-BISMOL
Sumber: Komunikasi Nasional.
Struktur bismut subsalisilat (Bi = merah muda; O = merah; C = abu-abu)
Tahun ini, tim peneliti dari Universitas Stockholm memecahkan misteri yang telah berusia seabad: struktur bismut subsalisilat, bahan aktif dalam Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0). Menggunakan difraksi elektron, para peneliti menemukan bahwa senyawa tersebut tersusun dalam lapisan berbentuk batang. Di sepanjang pusat setiap batang, anion oksigen bergantian menjembatani tiga dan empat kation bismut. Sementara itu, anion salisilat berkoordinasi dengan bismut melalui gugus karboksilat atau fenoliknya. Menggunakan teknik mikroskop elektron, para peneliti juga menemukan variasi dalam penumpukan lapisan. Mereka percaya bahwa susunan yang tidak teratur ini mungkin menjelaskan mengapa struktur bismut subsalisilat telah berhasil menghindari para ilmuwan begitu lama.
Sumber: Atas izin Roozbeh Jafari
Sensor graphene yang ditempelkan pada lengan bawah dapat memberikan pengukuran tekanan darah secara terus menerus.
TATO TEKANAN DARAH
Selama lebih dari 100 tahun, memantau tekanan darah berarti lengan Anda ditekan dengan manset yang dapat dipompa. Namun, salah satu kelemahan metode ini adalah setiap pengukuran hanya mewakili gambaran kecil dari kesehatan kardiovaskular seseorang. Tetapi pada tahun 2022, para ilmuwan menciptakan "tato" graphene sementara yang dapat memantau tekanan darah secara terus menerus selama beberapa jam (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w). Susunan sensor berbasis karbon ini beroperasi dengan mengirimkan arus listrik kecil ke lengan bawah pemakainya dan memantau bagaimana tegangan berubah saat arus bergerak melalui jaringan tubuh. Nilai ini berkorelasi dengan perubahan volume darah, yang dapat diterjemahkan oleh algoritma komputer menjadi pengukuran tekanan darah sistolik dan diastolik. Menurut salah satu penulis studi tersebut, Roozbeh Jafari dari Texas A&M University, perangkat ini akan menawarkan cara yang tidak mengganggu bagi dokter untuk memantau kesehatan jantung pasien dalam jangka waktu yang lama. Hal ini juga dapat membantu para profesional medis menyaring faktor-faktor eksternal yang memengaruhi tekanan darah—seperti kunjungan ke dokter yang menimbulkan stres.
RADIKAL YANG DIHASILKAN OLEH MANUSIA
Kredit: Mikal Schlosser/TU Denmark
Empat sukarelawan duduk di dalam ruangan ber-AC sehingga para peneliti dapat mempelajari bagaimana manusia memengaruhi kualitas udara di dalam ruangan.
Para ilmuwan mengetahui bahwa produk pembersih, cat, dan pengharum ruangan semuanya memengaruhi kualitas udara dalam ruangan. Para peneliti menemukan tahun ini bahwa manusia juga dapat memengaruhinya. Dengan menempatkan empat sukarelawan di dalam ruang beriklim terkontrol, sebuah tim menemukan bahwa minyak alami pada kulit manusia dapat bereaksi dengan ozon di udara untuk menghasilkan radikal hidroksil (OH) (Science 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340). Setelah terbentuk, radikal yang sangat reaktif ini dapat mengoksidasi senyawa di udara dan menghasilkan molekul yang berpotensi berbahaya. Minyak kulit yang berpartisipasi dalam reaksi ini adalah skualen, yang bereaksi dengan ozon membentuk 6-metil-5-hepten-2-on (6-MHO). Ozon kemudian bereaksi dengan 6-MHO membentuk OH. Para peneliti berencana untuk mengembangkan penelitian ini dengan menyelidiki bagaimana tingkat radikal hidroksil yang dihasilkan manusia ini dapat bervariasi di bawah kondisi lingkungan yang berbeda. Sementara itu, mereka berharap temuan ini akan membuat para ilmuwan mempertimbangkan kembali cara mereka menilai kimia dalam ruangan, karena manusia jarang dianggap sebagai sumber emisi.
ILMU PENGETAHUAN YANG AMAN UNTUK KATAK
Untuk mempelajari zat kimia yang dikeluarkan katak beracun untuk mempertahankan diri, para peneliti perlu mengambil sampel kulit dari hewan tersebut. Namun, teknik pengambilan sampel yang ada seringkali membahayakan amfibi yang rapuh ini atau bahkan memerlukan eutanasia. Pada tahun 2022, para ilmuwan mengembangkan metode yang lebih manusiawi untuk mengambil sampel katak menggunakan alat yang disebut MasSpec Pen, yang menggunakan alat pengambil sampel berbentuk pena untuk mengambil alkaloid yang ada di punggung hewan tersebut (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Alat ini diciptakan oleh Livia Eberlin, seorang ahli kimia analitik di Universitas Texas di Austin. Awalnya alat ini dimaksudkan untuk membantu ahli bedah membedakan antara jaringan sehat dan kanker di tubuh manusia, tetapi Eberlin menyadari bahwa instrumen tersebut dapat digunakan untuk mempelajari katak setelah ia bertemu Lauren O'Connell, seorang ahli biologi di Universitas Stanford yang mempelajari bagaimana katak memetabolisme dan menyimpan alkaloid.
Sumber gambar: Livia Eberlin
Sebuah alat pengukur spektrometri massa berbentuk pena dapat mengambil sampel kulit katak beracun tanpa membahayakan hewan tersebut.
Kredit: Sains/Zhenan Bao
Elektroda yang elastis dan konduktif dapat mengukur aktivitas listrik otot-otot gurita.
ELEKTRODA YANG COCOK UNTUK GURITA
Mendesain bioelektronik bisa menjadi pelajaran tentang kompromi. Polimer fleksibel seringkali menjadi kaku seiring dengan peningkatan sifat listriknya. Namun, tim peneliti yang dipimpin oleh Zhenan Bao dari Universitas Stanford berhasil menciptakan elektroda yang elastis dan konduktif, menggabungkan keunggulan dari kedua dunia. Keunggulan utama elektroda ini adalah bagian-bagiannya yang saling terkait—setiap bagian dioptimalkan agar bersifat konduktif atau mudah dibentuk sehingga tidak saling bertentangan dengan sifat bagian lainnya. Untuk mendemonstrasikan kemampuannya, Bao menggunakan elektroda tersebut untuk menstimulasi neuron di batang otak tikus dan mengukur aktivitas listrik otot gurita. Ia mempresentasikan hasil kedua tes tersebut pada pertemuan American Chemical Society Musim Gugur 2022.
KAYU ANTI PELURU
Sumber gambar: ACS Nano
Pelindung tubuh dari kayu ini dapat menangkis peluru dengan kerusakan minimal.
Tahun ini, sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Huiqiao Li dari Universitas Sains dan Teknologi Huazhong menciptakan pelindung kayu yang cukup kuat untuk menangkis tembakan peluru dari revolver 9 mm (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725). Kekuatan kayu tersebut berasal dari lapisan lignoselulosa dan polimer siloksan yang saling berselang-seling. Lignoselulosa tahan terhadap keretakan berkat ikatan hidrogen sekundernya, yang dapat terbentuk kembali ketika patah. Sementara itu, polimer yang lentur menjadi lebih kuat ketika terkena benturan. Untuk menciptakan material tersebut, Li mengambil inspirasi dari pirarucu, ikan Amerika Selatan dengan kulit yang cukup kuat untuk menahan gigi piranha yang sangat tajam. Karena pelindung kayu ini lebih ringan daripada material tahan benturan lainnya, seperti baja, para peneliti percaya bahwa kayu tersebut dapat memiliki aplikasi militer dan penerbangan.
Waktu posting: 19 Desember 2022