Nastolatek Zapewnia Dłonę, aby Uchronić Zarazki

- Mar 23, 2017 -

860_main_Jessica-Tian-chemicals.png

WASHINGTON, DC - Nasze życie pęka w bakterie. Robaki są wewnątrz naszych ciał, na naszej skórze i na większości powierzchni, które dotyka. To niekoniecznie zła rzecz . Ale niektóre miejsca muszą być wolne od bakterii, takie jak bandaże na rany lub opakowania na artykuły spożywcze. Jessica Tian, 17 lat, wymyśliła sobie drogę, aby zachować bakterie. Stworzyła papiery wolne od zarodków, wrzucając je do specjalnej kąpieli chemicznej.

Starszy w Del Norte High School w San Diego w Kalifornii pokazał jej metodę w Regeneron Science Talent Search . Konkurs naukowy prowadzi Towarzystwo Naukowe i Publiczne. Jest sponsorowana przez Regeneron, firmę, która projektuje i produkuje leki. Wydarzenie łączy każdego roku uczniów szkół średnich, aby dzielić się swoimi projektami naukowymi ze społeczeństwem. 40 finalistów konkuruje również o nagrody pieniężne o łącznej wartości blisko 2 milionów dolarów. (Towarzystwo Naukowe i Publiczne publikuje także Science News for Students i ten blog).

Wanna chemiczna Jessiki została opracowana tak, aby pozostawić zabrudzoną powłokę na celulozie . Zewnętrzna ściana komórek roślinnych zawiera celulozę. Ale to nie wszystko. "Celuloza jest wszechstronna" wyjaśnia Jessica. "To w naszej odzieży, w opakowaniach żywnościowych, w prawie każdym aspekcie naszego codziennego życia".

Każda cząsteczka celulozy stanowi długi łańcuch zbudowany z cukrów. Łańcuchy te łatwo łączyć się z wodą. Dobre; Pomaga papierowe ręczniki nasączone rozlewami. Ale to dlatego też mokra celuloza jest wspaniałym domem dla bakterii. Niektóre z tych zarazków mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia. Jest to szczególnie ważne, gdy rosną na bandażach lub opakowaniach do żywności. Naukowcy próbowali wytworzyć powłoki antybakteryjne, aby zatrzymać bakterie przed przyklejoną do celulozy. Jessica zauważa jednak, "większość metod wymaga ciepła i ciśnienia. Niektóre prowadzą do zanieczyszczenia powietrza ".

"Chciałabym stworzyć metodę, która mogłaby w prosty sposób dodać [] właściwości antybakteryjne do celulozy", mówi nastolatek. Chciała, aby było niedrogo. Musiał być łatwy do zastosowania na dużą skalę i stanowić niewielkie zagrożenie dla środowiska.

Aby dowiedzieć się, jak to zrobić, Jessica podróżowała po kraju, aby spędzić lato w laboratorium Benjamina Hsaio. Jest chemikiem na Stony Brook University w Nowym Jorku. Program letni Simons dla juniorów szkół średnich połączył Jessicę z Hsaio. "To był pierwszy raz, kiedy pracowałem w laboratorium", mówi. "Naprawdę cieszyłem się całą atmosferą".

Nastolatek pracował nad dodawaniem dwutlenku tytanu i nanocząstek srebra do papieru celulozowego. Ditlenkiem tytanu jest biały pigment. Gdy jest wystawiony na działanie promieni ultrafioletowych, naładowane elektronicznie ujemnie elektrony mogą się wzbudzić. Tlenek tytanu rozpuszcza wodę. To powoduje wolne rodniki. Są to naładowane cząsteczki, które mogą atakować i zabijać komórki bakteryjne.

Zazwyczaj Jessica mówi, że dwutlenek tytanu wymaga dużo energii, aby aktywować swoją zdolność do zabijania zarazków. Myślała, że widzi drogę do obniżenia wymaganej energii: dodawać nanocząstki srebra. Są to drobne cząstki srebra, które mają zaledwie miliardy miliona średnicy. Ograniczają one energię potrzebną do pobudzenia elektronów w ditlenku tytanu. Dodanie składnika w ten sposób jest znane jako "doping". Domieszkowany srebro powinno pozwolić dwutlenku tytanu zabić bakterie, używając tylko światła od słońca, a Jessica zastanawiała się.

W laboratorium Jessica stworzyła rozwiązanie koloidalne (KOLL-oid). Drobne cząstki ditlenku tytanu i nanocząstek srebra rozłożono dość równomiernie w całej cieczy. Stworzyła trzy wersje. Każdy miał różne ilości dwutlenku tytanu i srebra. Następnie nastolatek zanurzał papiery celulozowe w jednym z roztworów i wysuszył je w piecu. Inne papiery były pokryte samą dwutlenkiem tytanu lub niczym nie w ogóle. To służyły jako kontrole .

Kiedy papiery były suche, Jessica zanurzała je w roztworach bakterii. Potem przetarła papiery na płytkach laboratoryjnych zawierających agar - żel zawierający substancje odżywcze potrzebne do wzrostu bakterii. Po 24 godzinach sprawdziła płyty.

Dwutlenek tytanu i koloid ze srebra zabiły 99 procent bakterii, w porównaniu z nietraktowaną celulozą. Powłoka dwutlenku tytanu sama nie działała również.

"Wiedziałem, że srebro i dwutlenek tytanu mogą współpracować", mówi Jessica. Zauważyła wiele badań nad srebrem i ditlenkiem tytanu - zauważa: "ale niedużo na obu celulozach".

Najlepsze, jak mówi Jessica, jest to, że jej leczenie nie stanowi zagrożenia dla środowiska. Inne metody wymagają wysokich temperatur lub nacisków w celu utworzenia powłoki zabijającej zarazki. Wszystko, czego potrzebowała Jessica, to powolne zanurzenie w kąpieli chemicznej. Prosta i niedroga powłoka "może być stosowana do odzieży, aby mogła mieć właściwości antybakteryjne", mówi. "Myślę, że może być stosowany nawet w krajach rozwijających się".

Na razie jest ona tylko jej mieszanka do małych kawałków papieru celulozowego. Ale jeśli zanurzenie działa na odzież, bandaże lub papier, może pomóc zachować je bez płodów, kiedy muszą być.

Słowa mocy

(Więcej informacji na temat Power Words, kliknij tutaj )

Aktywować (w biologii) Włączyć, jak w przypadku genu lub reakcji chemicznej.

Agar żelatynowy materiał wykonany z niektórych morskich glonów stosowanych jako materiał (i źródło żywności), w których rozwija się bakterie.

Antybakteryjne Posiadające właściwości, które mają tendencję do niszczenia lub ograniczenia wzrostu lub rozmnażania się bakterii.

Substancja przeciwbakteryjna Substancja stosowana do zabijania lub hamowania wzrostu drobnoustrojów. Obejmuje to naturalne substancje pochodzenia, takie jak wiele leków antybiotykowych. Zawiera również syntetyczne produkty chemiczne, takie jak triclosan i triklocarban.

Komórka Najmniejsza strukturalna i funkcjonalna jednostka organizmu. Zazwyczaj za małe, aby widzieć go bez oczu, składa się z płynnego płynu otoczonego membraną lub ścianą. W zależności od ich wielkości, zwierzęta są wykonane w dowolnym miejscu od tysięcy do bilionów komórek. Niektóre organizmy, takie jak drożdże, pleśnie, bakterie i niektóre glony, składają się tylko z jednej komórki.

Celuloza Typ włókna znalezionego w ścianach komórek roślinnych . Jest on utworzony przez łańcuchy cząsteczek glukozy.

Chemia Substancja utworzona z dwóch lub więcej atomów, które zjednoczyły się (wiązanie) w ustalonej proporcji i strukturze. Na przykład woda jest substancją chemiczną, gdy dwa atomy wodoru wiążą się z jednym atomem tlenu. Jego chemiczną formułą jest H 2 O. Chemikalia mogą być również przymiotnikiem do opisu właściwości materiałów, które są wynikiem różnych reakcji pomiędzy różnymi związkami.

Koloidalny Materiał, w którym drobne cząstki nierozpuszczalne rozprzestrzeniły się na większą objętość innej substancji. Koloidy przybierają różne formy. Smoky powietrze jest koloidem. Tak jest mgła. Mleko jest koloidem, z drobnymi globs tłuszczu maślanego zawieszonego w cieczy. Balsam jest także koloidem. Koloidy zwykle nie oddzielają się w poszczególnych składnikach w czasie.

Kontrola Część eksperymentu, w której nie ma żadnych zmian w normalnych warunkach. Kontrola ma zasadnicze znaczenie w eksperymentach naukowych. Pokazuje, że każdy nowy efekt prawdopodobnie wynika z części testu, którą zmienił badacz. Na przykład, jeśli naukowcy testowali różne rodzaje nawozów w ogrodzie, chcieliby, aby jedna jego część pozostała nienaruszona, jako kontrola. Jej powierzchnia pokaże, jak rośliny w tym ogrodzie rosną w normalnych warunkach. To daje naukowcom coś, z czym mogą porównywać nowe dane eksperymentalne.

Doping (w materiałach) Celowe wstawienie czegoś do krystalicznego półprzewodnika lub innego materiału.

Środowisko Suma wszystkich rzeczy, które istnieją wokół jakiegokolwiek organizmu lub jakiegokolwiek urządzenia i stanu tych rzeczy tworzą dla tego organizmu lub urządzenia. Środowisko może odnosić się do pogody i ekosystemu, w którym żyje niektóre zwierzę, a może temperatura, wilgotność i rozmieszczenie elementów w niektórych systemach elektronicznych lub produktach.

Wolna rodnik Naładowana cząsteczka (zazwyczaj wysoce reaktywna i krótkotrwała) posiadająca jeden lub więcej niesparowanych zewnętrznych elektronów. Spróbuje ukraść elektrony, aby ponownie urosnąć przez proces znany jako utlenianie.

Żel Gooey lub lepki materiał, który może przepływać jak gruba ciecz.

Zarodek Każdy drobnoustrój jednokomórkowy, taki jak bakteria, grzyby lub cząstki wirusa. Niektóre bakterie powodują chorobę. Inni mogą promować zdrowie organizmów wyższego rzędu, w tym ptaków i ssaków. Skutki zdrowotne większości zarazków pozostają jednak nieznane.

High school Nazwa klasy 9-12 w amerykańskim systemie obowiązkowej edukacji publicznej. Absolwenci szkół wyższych mogą ubiegać się o przyjęcie na wyższe wykształcenie.

Hipoteza ( hipoteza w.) Proponowane wyjaśnienie zjawiska. W nauce hipoteza jest pomysłem, który musi być rygorystycznie przetestowany, zanim zostanie zaakceptowany lub odrzucony.

Płyn Materiał, który płynie swobodnie, ale utrzymuje stałą objętość, taką jak woda lub olej.

Molekuła Elektrycznie obojętna grupa atomów, która stanowi najmniejszą ilość związku chemicznego. Cząsteczki mogą być wykonane z pojedynczych typów atomów lub różnych typów. Na przykład tlen w powietrzu składa się z dwóch atomów tlenu (O 2 ), ale woda składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu (H2O).

Nanocząsteczkowa Mała cząstka o wymiarach mierzona w miliardach milimetra.

Cząstka Minimalna ilość czegoś.

Pigment Materiał, podobnie jak naturalne zabarwienie skóry, zmieniające światło odbite od obiektu lub przenoszone przez niego. Ogólny kolor pigmentu zazwyczaj zależy od długości fali światła widzialnego, które absorbuje, a które odbija. Na przykład czerwony pigment ma tendencję do odbijania czerwonych fal świetlnych bardzo dobrze i zazwyczaj absorbuje inne kolory. Pigment jest także terminem dla chemikaliów stosowanych przez producentów do malowania farbami.

Siła nacisku nałożona równomiernie na powierzchnię, mierzona jako siła na jednostkę powierzchni.

Science Talent Search Roczny konkurs tworzony i prowadzony przez Society for Science and Public. Od 2016 roku jest sponsorowany przez Regeneron Pharmaceuticals. Zaczęło się w 1950 r., A to 40 uczniów szkół średnich zorientowanych na badania w Waszyngtonie, aby zaprezentować swoje badania opinii publicznej i rywalizować o nagrody.

Społeczeństwo Zintegrowana grupa ludzi lub zwierząt, które generalnie współpracują i wspierają się ze sobą dla większej ich dobra.

Roztwór Ciecz, w której jedna substancja chemiczna została rozpuszczona w inne.

Słońce Gwiazda w centrum Układu Słonecznego Ziemi. Jest to średnia gwiazda wielkości około 26 000 lat świetlnych od środka galaktyki Drogi Mlecznej. Słońce jest również określeniem dla jakiejś innej słońce.

Ditlenek tytanu Biały, niereaktywny, stały materiał, który występuje naturalnie jako minerał i jest szeroko stosowany jako biały pigment.

Promieniowanie ultrafioletowe Typ promieniowania elektromagnetycznego o długości fali od 10 nanometrów do 380 nanometrów. Długości fal są krótsze niż światła widzialnego, ale dłużej niż promienie rentgenowskie.

Fala zakłócenia lub zmiany, które poruszają się w kosmosie i materii w regularny, oscylujący sposób.


Para:Wykorzystanie atramentu z nanocząsteczkami srebra oferuje możliwości zastosowania nowych, sztywnych i elastycznych układów hybrydowych Następny:Współpraca w zakresie badań i zastosowań drukowanych elektroniki