Teen finner opp en dukkert for å Germs Away

- Mar 23, 2017 -

860_main_Jessica-Tian-chemicals.png

WASHINGTON, DC - Våre liv er fullstappet med bakterier. Insektene er inne i våre organer, på huden vår og på de fleste overflater vi berører. Det er ikke nødvendigvis en dårlig ting . Men noen steder må være bakterier-free, som for eksempel bandasjer for sår eller matemballasje. Jessica Tian, 17, har kommet opp med en måte å holde bakterier unna. Hun skapte bakterie fritt papir av dunking dem i en spesiell kjemisk bad.

Den senior på Del Norte High School i San Diego, California., Viste frem sin metode på Regeneron Science Talent Search . Vitenskapen Konkurransen drives av Society for Science & Public . Den er sponset av Regeneron, et selskap som designer og lager medisiner. Arrangementet samler high school-elever hvert år for å dele sine forskningsprosjekter med publikum. De 40 finalistene også konkurrere om pengepremier på totalt nesten $ 2 millioner. (Society for Science & Public utgir også Science News for studenter og denne bloggen.)

Jessica kjemiske bad ble utviklet for å legge igjen en bakterie-drapet belegg på cellulose. Den ytre vegg av planteceller inneholder cellulose. Men det er ikke alt. "Cellulose er allsidig," forklarer Jessica. "Det er i våre klær, i matemballasje, i stort sett alle aspekter av vårt daglige liv."

Hvert molekyl av cellulose er en langkjedet bygget fra sukker. Disse kjedene obligasjon lett med vann. Det er bra; det hjelper tørkepapir suge opp søl. Men dette er også grunnen til at våt cellulose er et flott hjem for bakterier. Og noen av disse bakteriene kan utgjøre en helserisiko. Det er spesielt sant når de vokser på en bandasje eller mat wrapper. Forskere har prøvd å oppfinne antimikrobielle belegg for å stoppe bakterier fester seg til cellulose. Men Jessica notater, "de fleste metoder krever varme og trykk. Og noen føre til luftforurensning. "

"Jeg ønsket å lage en metode som kunne [legg til] antibakterielle egenskaper til cellulose på en enkel måte," ungdoms sier. Hun ønsket å være billig. Det måtte også være lett å påføre i stor skala, og utgjør liten risiko for miljøet.

For å finne ut hvordan du gjør dette, Jessica reist over hele landet for å tilbringe en sommer i laboratoriet av Benjamin Hsaio. Han er en kjemiker ved Stony Brook University i New York. Den Simons Summer Research Program for high school juniorer koblet Jessica med Hsaio. "Dette var første gang jeg fikk jobbe i et laboratorium," sier hun. "Jeg likte hele atmosfæren."

Den teen arbeidet for å legge til titandioksid og sølv nanopartikler til cellulose papir. Titandioksid er et hvitt pigment. Når de utsettes for ultrafiolett lys, kan de negativt ladede elektronene i det å bli begeistret. Den titanoksid deretter bryter ned vann. Dette frembringer frie radikaler. Disse belastes molekyler som kan angripe og drepe bakterier celler.

Vanligvis Jessica sier, krever titandioksid mye energi for å aktivere sin bakterie-drapet prowess. Hun trodde hun så en måte å redusere den energien som trengs, men: legge sølv nanopartikler. Dette er ørsmå partikler av sølv som er bare billionths av en meter i diameter. De reduserer den energien som trengs for å eksitere elektroner i titandioksid. Legge til en ingrediens, på denne måten, er kjent som "doping". Den dopede sølv bør la titandioksid drepe bakterier bare ved hjelp av lys fra solen, Jessica hypotese.

I laboratoriet, Jessica opprettet en kolloid (KOLL-OID) løsning. Ørsmå partikler av titandioksid og sølv nanopartikler ble spredt ganske jevnt over væsken. Hun laget tre versjoner. Hver hadde forskjellige mengder av titandioksyd og sølv. Deretter ungdoms dyppet cellulosepapir inn i en av oppløsningene og tørket dem i en ovn. Andre papirer ble dekket i titanium dioxide alene eller ingenting i det hele tatt. Disse tjente som kontroller.

Når papirene var tørre, Jessica dyppet dem i løsninger av bakterier. Da gned hun papirene på lab plater som inneholder agar - en gel som inneholder de næringsstoffene som trengs for bakterier å vokse. Etter 24 timer, hun sjekket platene.

Titandioksyd og sølv kolloid hadde drept 99 prosent av bakterier, sammenlignet med ubehandlet cellulose. Belegget av titandioksid alene ikke fungerer så bra.

"Jeg visste at sølv og titandioksid kunne jobbe sammen,» sier Jessica. Det hadde vært mye forskning på sølv og en titandioksid, hun notater, "men ikke mye på begge sammen [på] cellulose."

Den beste delen, Jessica sier, er at hennes behandling utgjør noen trussel for miljøet. Andre metoder trenger høye temperaturer eller trykk for å skape en bakterie-drepende belegg. All Jessicas trengte var en langsom dukkert i kjemisk bad. Den enkle, rimelige coating "kan brukes til klær, så det kunne ha antibakterielle egenskaper," sier hun. "Jeg tror det kan bli brukt også i utviklingsland."

For nå har hun bare brukt sin blanding av små biter av cellulose papir. Men hvis dip fungerer på klær, bandasjer eller papir, kan det bidra til å holde dem germfree når de trenger å være.

strøm~~POS=TRUNC Words

(for mer om strøm ord, klikk her )

aktivere (i biologi) for å slå på, som med et gen eller kjemisk reaksjon.

agar Et gelatinøst materiale laget av visse marine alger benyttes som et materiale (og mat kilde) til å vokse bakterier.

antibakterielle å ha egenskaper som har en tendens til å ødelegge eller begrense veksten eller reproduksjonen av bakterier.

Antimikrobielle Et stoff som brukes for å drepe eller hemme vekst av mikrober. Dette inkluderer naturligvis avledet kjemikalier, slik som mange antibiotika medisiner. Det inkluderer også syntetiske kjemiske produkter, slik som triklosan og triclocarban.

celle Den minste strukturell og funksjonell enhet av en organisme. Typisk for liten til å se med det blotte øye, består den av en vannaktig væske er omgitt av en membran eller vegg. Avhengig av størrelse, er dyr laget av alt fra tusenvis til billioner av celler. Noen organismer, som for eksempel gjær, mugg, bakterier og noen alger, er sammensatt av bare en celle.

cellulose En type fiber som finnes i plantecellevegger. Det er dannet av kjeder av glukose molekyler.

kjemisk Et stoff fremstilt av to eller flere atomer som forener (tykt) i en fast andel og struktur. For eksempel, er vann en kjemisk foretas når to hydrogenatomer bindes til ett oksygenatom. Den kjemiske formelen er H 2 O. Kjemisk kan også være et adjektiv for å beskrive egenskapene til materialer som er et resultat av ulike reaksjoner mellom forskjellige forbindelser.

Et kolloid materiale i hvilket små uoppløselige partikler er spredt over et større volum av en annen substans. Kolloider ta mange former. Smoky luft er en kolloid. Så er tåke. Melk er en kolloid, med små klatter Fett suspendert hele væsken. Pisket krem er en kolloid også. Kolloider vanligvis ikke skille seg i sine enkelte bestanddeler over tid.

kontrollere en del av et eksperiment der det er ingen endring fra normale forhold. Kontrollen er avgjørende for vitenskapelige eksperimenter. Den viser at en hvilken som helst ny effekt skyldes sannsynligvis bare til den delen av testen som en forsker har endret. For eksempel, hvis forskerne var å teste ulike typer gjødsel i en hage, ville de ha en del av det å være ubefruktet, som kontroll. Dens området ville vise hvordan planter i denne hagen vokse under normale forhold. Og det gir forskere noe mot der de kan sammenligne nye eksperimentelle data.

doping (i materialer) Den bevisste innføring av noe inn i en krystallinsk halvleder eller annet materiale.

miljø Summen av alle de tingene som finnes rundt noen organisme eller noen enhet og tilstanden de tingene skaper for at organisme eller enhet. Miljø kan henvise til været og økosystem der noen dyr liv, eller, kanskje, temperatur, fuktighet og plassering av komponenter i noen elektronikk system eller produkt. \

fri radikal A ladet molekyl (vanligvis sterkt reaktive og kortvarig) som har ett eller flere uparede elektroner ytre. Det vil forsøke å stjele elektroner å gjøre seg hel igjen gjennom en prosess som kalles oksidering.

Gel A klissete eller viskøst materiale som kan flyte som en tykk væske.

spire Enhver encellede mikroorganisme, slik som en bakterie, sopparter eller viruspartikkel. Noen bakterier forårsaker sykdom. Andre kan fremme helsen til høyere orden organismer, inkludert fugler og pattedyr. De helsemessige effektene av de fleste bakterier, men er fortsatt ukjent.

videregående skole En betegnelse for karakterer ni til 12 i det amerikanske systemet med obligatorisk offentlig utdanning. High-school nyutdannede kan søke høyskoler for videre, avansert utdanning.

hypotese (v. hypotese) En foreslått forklaring på et fenomen. I vitenskapen, er en hypotese en idé som må grundig testet før det er akseptert eller avvist.

flytende Et materiale som flyter fritt, men holder et konstant volum, som vann eller olje.

molekyl En elektrisk nøytrale gruppe av atomer som representerer den minst mulige mengde av en kjemisk forbindelse. Molekyler kan være laget av enkelte typer atomer eller av forskjellige typer. For eksempel, er oksygenet i luft laget av to oksygenatomer (O 2), men vann er laget av to hydrogenatomer og ett oksygenatom (H 2 O).

nanopartikkel En liten partikkel med dimensjoner målt i milliarddeler av en meter.

partikkel Et minutt mengde av noe.

pigment Et materiale, som de naturlige fargestoffer i hud, som endrer lyset reflekteres av en gjenstand eller overføres gjennom det. Den generelle fargen på et pigment avhenger vanligvis på hvilke bølgelengder av synlig lys det absorberer og hvilke som det gjenspeiler. For eksempel, har en tendens til et rødt pigment for å reflektere røde bølgelengder av lys meget godt og absorberer typisk andre farger. Pigment er også betegnelsen på kjemikalier som produsentene bruker for å tone maling.

trykkraften påført jevnt på en overflate, målt i kraft pr arealenhet.

Science Talent Search En årlig konkurranse opprettet og drives av Society for Science & Public. Siden 2016 har det blitt sponset av Regeneron Pharmaceuticals. Påbegynt i 1950, bringer denne hendelsen 40 forsknings-orientert high school seniorer til Washington, DC, for å vise frem sin forskning for publikum og for å konkurrere om priser.

samfunn En integrert gruppe mennesker eller dyr som vanligvis samarbeider og støtter hverandre for større nytte for dem alle.

En oppløsning væske i hvilken en kjemisk er blitt oppløst til en annen.

Søn Stjernen i sentrum av jordas solsystem. Det er en gjennomsnittlig størrelse stjerne ca 26 000 lysår fra sentrum av Melkeveien. Sun er også betegnelsen på en annen sunlike stjerne.

titandioksid En hvit, ikke-reaktivt, fast materiale som forekommer naturlig som et mineral, og er mye brukt som et hvitt pigment.

ultrafiolett lys En type elektromagnetisk stråling med en bølgelengde fra 10 nanometer til 380 nanometer. De bølgelengder som er kortere enn de av synlig lys, men lengre enn røntgenstråler.

bølge En forstyrrelse eller variasjon som reiser gjennom rommet og materie i en vanlig, og svingte mote.


Et par:Utskrevne elektronikk: RFID Sensor plattform og fleksibel funksjonelle filmer For automatisk behandling Neste:Samarbeid om Printed Electronics forskning og anvendelse