Ces découvertes insolites ont attiré l'attention des rédacteurs de C&EN cette année.
par Krystal Vasquez
LE MYSTÈRE DU PEPTO-BISMOL
Crédit : Nat. Commun.
Structure du sous-salicylate de bismuth (Bi = rose ; O = rouge ; C = gris)
Cette année, une équipe de chercheurs de l'Université de Stockholm a résolu un mystère vieux d'un siècle : la structure du sous-salicylate de bismuth, principe actif du Pepto-Bismol (Nat. Commun. 2022, DOI : 10.1038/s41467-022-29566-0). Grâce à la diffraction électronique, les chercheurs ont découvert que le composé est organisé en couches allongées. Au centre de chaque couche, des anions oxygène alternent entre la formation de ponts entre trois et quatre cations bismuth. Les anions salicylate, quant à eux, se coordonnent au bismuth par leurs groupements carboxyliques ou phénoliques. À l'aide de la microscopie électronique, les chercheurs ont également mis en évidence des variations dans l'empilement des couches. Ils pensent que cet agencement désordonné pourrait expliquer pourquoi la structure du sous-salicylate de bismuth est restée si longtemps un mystère pour les scientifiques.
Crédit : Avec l'aimable autorisation de Roozbeh Jafari
Des capteurs en graphène collés sur l'avant-bras peuvent fournir des mesures continues de la pression artérielle.
TATOUAGES DE TENSION ARTÉRIELLE
Depuis plus d'un siècle, la mesure de la tension artérielle consiste à se faire serrer le bras avec un brassard gonflable. L'un des inconvénients de cette méthode est que chaque mesure ne représente qu'un bref aperçu de la santé cardiovasculaire d'une personne. Mais en 2022, des scientifiques ont créé un « tatouage » temporaire en graphène capable de surveiller la tension artérielle en continu pendant plusieurs heures (Nat. Nanotechnol. 2022, DOI : 10.1038/s41565-022-01145-w). Ce réseau de capteurs à base de carbone fonctionne en envoyant de faibles courants électriques dans l'avant-bras du porteur et en mesurant les variations de tension lorsque le courant traverse les tissus. Cette valeur est corrélée aux variations du volume sanguin, qu'un algorithme informatique peut traduire en mesures de la pression artérielle systolique et diastolique. Selon Roozbeh Jafari, de l'université Texas A&M et co-auteur de l'étude, ce dispositif offrirait aux médecins une méthode discrète pour surveiller la santé cardiaque de leurs patients sur de longues périodes. Cela pourrait également aider les professionnels de la santé à éliminer les facteurs externes qui influent sur la tension artérielle, comme une visite stressante chez le médecin.
RADICAUX D'ORIGINE HUMAINE
Crédit : Mikal Schlosser/TU Danemark
Quatre volontaires ont pris place dans une chambre climatisée afin que les chercheurs puissent étudier l'impact des activités humaines sur la qualité de l'air intérieur.
Les scientifiques savent que les produits de nettoyage, la peinture et les désodorisants ont tous un impact sur la qualité de l'air intérieur. Cette année, des chercheurs ont découvert que le corps humain peut également y contribuer. En plaçant quatre volontaires dans une chambre climatique, une équipe a constaté que les huiles naturelles présentes sur la peau peuvent réagir avec l'ozone présent dans l'air pour produire des radicaux hydroxyles (OH) (Science 2022, DOI : 10.1126/science.abn0340). Une fois formés, ces radicaux très réactifs peuvent oxyder les composés en suspension dans l'air et produire des molécules potentiellement nocives. L'huile cutanée impliquée dans ces réactions est le squalène, qui réagit avec l'ozone pour former du 6-méthyl-5-heptén-2-one (6-MHO). L'ozone réagit ensuite avec le 6-MHO pour former des radicaux OH. Les chercheurs prévoient d'approfondir ces travaux en étudiant comment les niveaux de ces radicaux hydroxyles d'origine humaine peuvent varier selon les conditions environnementales. En attendant, ils espèrent que ces découvertes inciteront les scientifiques à repenser leurs méthodes d'évaluation de la chimie de l'air intérieur, car les êtres humains sont rarement considérés comme des sources d'émissions.
LA SCIENCE SANS DANGER POUR LES GRENOUILLES
Pour étudier les substances toxiques que les grenouilles excrètent pour se défendre, les chercheurs doivent prélever des échantillons de peau. Or, les techniques de prélèvement existantes blessent souvent ces amphibiens fragiles, voire nécessitent leur euthanasie. En 2022, des scientifiques ont mis au point une méthode plus respectueuse du bien-être animal grâce à un dispositif appelé MasSpec Pen. Ce stylo, muni d'un applicateur en forme de stylo, permet de prélever les alcaloïdes présents sur le dos des grenouilles (ACS Meas. Sci. Au 2022, DOI : 10.1021/acsmeasuresciau.2c00035). Ce dispositif a été créé par Livia Eberlin, chimiste analytique à l'Université du Texas à Austin. Initialement conçu pour aider les chirurgiens à différencier les tissus sains des tissus cancéreux chez l'humain, il a ensuite été utilisé pour étudier les grenouilles. Livia Eberlin a alors compris son potentiel pour l'étude des grenouilles après sa rencontre avec Lauren O'Connell, biologiste à l'Université de Stanford, spécialiste du métabolisme et de la séquestration des alcaloïdes chez ces animaux.
Crédit : Livia Eberlin
Un stylo à spectrométrie de masse permet de prélever des échantillons de peau de grenouilles venimeuses sans nuire aux animaux.
Crédit : Science/Zhenan Bao
Une électrode conductrice et extensible permet de mesurer l'activité électrique des muscles d'une pieuvre.
ÉLECTRODES ADAPTÉES À UNE PIEUVRE
Concevoir des dispositifs bioélectroniques est souvent un exercice de compromis. Les polymères flexibles ont tendance à se rigidifier à mesure que leurs propriétés électriques s'améliorent. Mais une équipe de chercheurs dirigée par Zhenan Bao de l'Université de Stanford a mis au point une électrode à la fois extensible et conductrice, combinant ainsi les avantages des deux technologies. Le point fort de cette électrode réside dans ses sections imbriquées : chaque section est optimisée pour être soit conductrice, soit malléable, afin de ne pas contrecarrer les propriétés de l'autre. Pour démontrer ses capacités, Bao a utilisé l'électrode afin de stimuler des neurones dans le tronc cérébral de souris et de mesurer l'activité électrique des muscles d'une pieuvre. Elle a présenté les résultats de ces deux expériences lors du congrès d'automne 2022 de l'American Chemical Society.
BOIS PARE-BALLES
Crédit : ACS Nano
Cette armure en bois peut repousser les balles en causant des dommages minimes.
Cette année, une équipe de chercheurs dirigée par Huiqiao Li de l'Université des sciences et technologies de Huazhong a créé une armure en bois suffisamment résistante pour dévier une balle de revolver de 9 mm (ACS Nano 2022, DOI : 10.1021/acsnano.1c10725). La résistance de ce bois provient de l'alternance de couches de lignocellulose et d'un polymère de siloxane réticulé. La lignocellulose résiste à la fracture grâce à ses liaisons hydrogène secondaires, capables de se reformer après rupture. Parallèlement, le polymère souple se rigidifie sous l'impact. Pour concevoir ce matériau, Li s'est inspiré du pirarucu, un poisson d'Amérique du Sud dont la peau est suffisamment résistante pour supporter les dents acérées d'un piranha. Plus légère que d'autres matériaux résistants aux chocs, comme l'acier, cette armure en bois pourrait, selon les chercheurs, trouver des applications dans les secteurs militaire et aéronautique.
Date de publication : 19 décembre 2022