इस साल इन अनोखी खोजों ने C&EN के संपादकों का ध्यान आकर्षित किया।
क्रिस्टल वास्केज़ द्वारा
पेप्टो-बिस्मोल रहस्य
क्रेडिट: राष्ट्रीय संचार।
बिस्मथ सबसैलिसिलेट की संरचना (Bi = गुलाबी; O = लाल; C = धूसर)
इस वर्ष, स्टॉकहोम विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक सदी पुराने रहस्य को सुलझाया: पेप्टो-बिस्मोल (Nat. Commun. 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-29566-0) में सक्रिय घटक बिस्मथ सबसैलिसिलेट की संरचना। इलेक्ट्रॉन विवर्तन का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि यह यौगिक छड़ जैसी परतों में व्यवस्थित है। प्रत्येक छड़ के केंद्र में, ऑक्सीजन आयन बारी-बारी से तीन और चार बिस्मथ धनायनों को जोड़ते हैं। वहीं, सैलिसिलेट आयन अपने कार्बोक्सिलिक या फिनोलिक समूहों के माध्यम से बिस्मथ से जुड़ते हैं। इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी तकनीक का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने परत संरचना में भिन्नताओं का भी पता लगाया। उनका मानना है कि यह अव्यवस्थित व्यवस्था इस बात की व्याख्या कर सकती है कि बिस्मथ सबसैलिसिलेट की संरचना इतने लंबे समय तक वैज्ञानिकों की समझ से क्यों दूर रही।
सौजन्य: रूज़बेह जाफ़री
बांह पर चिपकाए गए ग्राफीन सेंसर लगातार रक्तचाप का माप प्रदान कर सकते हैं।
रक्तचाप टैटू
सौ वर्षों से अधिक समय से, रक्तचाप की निगरानी के लिए बांह पर एक हवा से भरी कफ लगाई जाती रही है। हालांकि, इस विधि की एक कमी यह है कि प्रत्येक माप किसी व्यक्ति के हृदय स्वास्थ्य का केवल एक संक्षिप्त अवलोकन ही प्रस्तुत करता है। लेकिन 2022 में, वैज्ञानिकों ने एक अस्थायी ग्राफीन "टैटू" बनाया जो एक बार में कई घंटों तक रक्तचाप की निरंतर निगरानी कर सकता है (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI: 10.1038/s41565-022-01145-w)। कार्बन-आधारित सेंसर सरणी पहनने वाले की बांह में छोटी विद्युत धाराएं भेजकर और शरीर के ऊतकों से धारा प्रवाहित होने पर वोल्टेज में होने वाले परिवर्तन की निगरानी करके काम करती है। यह मान रक्त की मात्रा में परिवर्तन से संबंधित है, जिसे एक कंप्यूटर एल्गोरिदम सिस्टोलिक और डायस्टोलिक रक्तचाप माप में परिवर्तित कर सकता है। टेक्सास ए एंड एम यूनिवर्सिटी के रूज़बेह जाफरी, जो इस अध्ययन के लेखकों में से एक हैं, के अनुसार, यह उपकरण डॉक्टरों को लंबे समय तक किसी मरीज के हृदय स्वास्थ्य की निगरानी करने का एक सहज तरीका प्रदान करेगा। यह चिकित्सा पेशेवरों को रक्तचाप को प्रभावित करने वाले बाहरी कारकों, जैसे कि डॉक्टर के पास जाने का तनावपूर्ण अनुभव, को दूर करने में भी मदद कर सकता है।
मानव-जनित कट्टरपंथी
श्रेय: मिकाल श्लॉसर/टीयू डेनमार्क
चार स्वयंसेवक एक नियंत्रित तापमान वाले कक्ष में बैठे ताकि शोधकर्ता यह अध्ययन कर सकें कि मनुष्य घर के अंदर की हवा की गुणवत्ता को कैसे प्रभावित करते हैं।
वैज्ञानिकों को पता है कि सफाई उत्पाद, पेंट और एयर फ्रेशनर सभी घर के अंदर की हवा की गुणवत्ता को प्रभावित करते हैं। शोधकर्ताओं ने इस वर्ष यह भी पाया कि मनुष्य भी ऐसा कर सकते हैं। चार स्वयंसेवकों को नियंत्रित तापमान वाले कक्ष में रखकर, एक टीम ने पाया कि लोगों की त्वचा पर मौजूद प्राकृतिक तेल हवा में मौजूद ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रॉक्सिल (OH) रेडिकल्स उत्पन्न कर सकते हैं (साइंस 2022, DOI: 10.1126/science.abn0340)। एक बार बनने के बाद, ये अत्यधिक प्रतिक्रियाशील रेडिकल्स हवा में मौजूद यौगिकों को ऑक्सीकृत कर सकते हैं और संभावित रूप से हानिकारक अणु उत्पन्न कर सकते हैं। इन प्रतिक्रियाओं में भाग लेने वाला त्वचा का तेल स्क्वालीन है, जो ओजोन के साथ प्रतिक्रिया करके 6-मिथाइल-5-हेप्टेन-2-ओन (6-MHO) बनाता है। फिर ओजोन 6-MHO के साथ प्रतिक्रिया करके OH बनाता है। शोधकर्ता इस कार्य को आगे बढ़ाते हुए यह अध्ययन करने की योजना बना रहे हैं कि विभिन्न पर्यावरणीय परिस्थितियों में मानव द्वारा उत्पन्न इन हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स का स्तर कैसे भिन्न हो सकता है। इस बीच, उन्हें उम्मीद है कि ये निष्कर्ष वैज्ञानिकों को घर के अंदर की रसायन शास्त्र का आकलन करने के तरीके पर पुनर्विचार करने के लिए प्रेरित करेंगे, क्योंकि मनुष्यों को अक्सर उत्सर्जन के स्रोत के रूप में नहीं देखा जाता है।
मेंढक-सुरक्षित विज्ञान
मेंढकों द्वारा आत्मरक्षा के लिए उत्सर्जित विषैले रसायनों का अध्ययन करने के लिए, शोधकर्ताओं को इन जीवों की त्वचा के नमूने लेने की आवश्यकता होती है। लेकिन मौजूदा नमूना लेने की तकनीकें अक्सर इन नाजुक उभयचरों को नुकसान पहुंचाती हैं या यहां तक कि उन्हें इच्छामृत्यु की आवश्यकता भी हो सकती है। 2022 में, वैज्ञानिकों ने मैस्पेक पेन नामक एक उपकरण का उपयोग करके मेंढकों के नमूने लेने की एक अधिक मानवीय विधि विकसित की, जो पेन जैसे नमूनेक का उपयोग करके जीवों की पीठ पर मौजूद एल्कलॉइड्स को इकट्ठा करता है (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI: 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035)। इस उपकरण का निर्माण ऑस्टिन स्थित टेक्सास विश्वविद्यालय की विश्लेषणात्मक रसायनज्ञ लिविया एबरलिन ने किया था। मूल रूप से इसका उद्देश्य सर्जनों को मानव शरीर में स्वस्थ और कैंसरग्रस्त ऊतकों के बीच अंतर करने में मदद करना था, लेकिन स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय की जीवविज्ञानी लॉरेन ओ'कोनेल से मिलने के बाद एबरलिन को एहसास हुआ कि इस उपकरण का उपयोग मेंढकों के अध्ययन के लिए किया जा सकता है। लॉरेन ओ'कोनेल इस बात का अध्ययन करती हैं कि मेंढक एल्कलॉइड्स का चयापचय और भंडारण कैसे करते हैं।
क्रेडिट: लिविया एबरलिन
मास स्पेक्ट्रोमेट्री पेन की मदद से जहरीले मेंढकों की त्वचा से बिना उन्हें नुकसान पहुंचाए नमूने लिए जा सकते हैं।
श्रेय: विज्ञान/ज़ेनान बाओ
एक लचीला, सुचालक इलेक्ट्रोड ऑक्टोपस की मांसपेशियों की विद्युत गतिविधि को माप सकता है।
ऑक्टोपस के लिए उपयुक्त इलेक्ट्रोड
बायोइलेक्ट्रॉनिक्स का डिज़ाइन तैयार करना समझौता करने जैसा हो सकता है। लचीले पॉलिमर अक्सर अपने विद्युत गुणों में सुधार होने पर कठोर हो जाते हैं। लेकिन स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय की ज़ेनन बाओ के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने एक ऐसा इलेक्ट्रोड विकसित किया है जो लचीला और सुचालक दोनों है, यानी दोनों गुणों का सर्वोत्तम संयोजन। इस इलेक्ट्रोड की सबसे खास बात इसके आपस में जुड़े हुए खंड हैं—प्रत्येक खंड को इस तरह से अनुकूलित किया गया है कि वह या तो सुचालक हो या लचीला, ताकि दूसरे के गुणों पर कोई प्रतिकूल प्रभाव न पड़े। इसकी क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए, बाओ ने चूहों के ब्रेन स्टेम में न्यूरॉन्स को उत्तेजित करने और एक ऑक्टोपस की मांसपेशियों की विद्युत गतिविधि को मापने के लिए इस इलेक्ट्रोड का उपयोग किया। उन्होंने दोनों परीक्षणों के परिणाम अमेरिकन केमिकल सोसाइटी की फॉल 2022 बैठक में प्रस्तुत किए।
बुलेटप्रूफ लकड़ी
क्रेडिट: एसीएस नैनो
यह लकड़ी का कवच न्यूनतम क्षति के साथ गोलियों को रोक सकता है।
इस वर्ष, हुआझोंग विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय की हुईकियाओ ली के नेतृत्व में शोधकर्ताओं की एक टीम ने लकड़ी का एक ऐसा कवच बनाया है जो 9 मिमी रिवॉल्वर से चलाई गई गोली को भी रोक सकता है (ACS Nano 2022, DOI: 10.1021/acsnano.1c10725)। लकड़ी की मजबूती लिग्नोसेलुलोज और क्रॉस-लिंक्ड सिलोक्सेन पॉलीमर की वैकल्पिक परतों से आती है। लिग्नोसेलुलोज अपने द्वितीयक हाइड्रोजन बंधों के कारण टूटने से बचाता है, जो टूटने पर फिर से बन सकते हैं। वहीं, लचीला पॉलीमर चोट लगने पर और भी मजबूत हो जाता है। इस सामग्री को बनाने के लिए, ली ने दक्षिण अमेरिकी मछली पिरारुकु से प्रेरणा ली, जिसकी त्वचा पिरान्हा के तेज दांतों का सामना करने के लिए काफी सख्त होती है। चूंकि लकड़ी का कवच स्टील जैसी अन्य प्रभाव-प्रतिरोधी सामग्रियों की तुलना में हल्का है, इसलिए शोधकर्ताओं का मानना है कि इस लकड़ी का उपयोग सैन्य और विमानन क्षेत्रों में किया जा सकता है।
पोस्ट करने का समय: 19 दिसंबर 2022