Teen erfindet einen Sprung um Keime fern zu halten

- Mar 23, 2017 -

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WASHINGTON, D.C. – Unser Leben Bersten mit Bakterien. Die Fehler sind in unserem Körper, auf unsere Haut und auf den meisten Oberflächen, die wir berühren. Das ist nicht unbedingt einschlechte Sache. Aber einige Orte bakterienfrei, wie z. B. Bandagen für Wunden oder Lebensmittelverpackungen werden müssen. Jessica Tian, 17, hat eine Möglichkeit, die Bakterien entfernt zu halten kommen. Sie erstellt keimfrei Papiere durch sie in einem speziellen chemischen Bad dunking.

Die Senior an Del Norte High School in San Diego, Kalifornien, zeigte ihre Methode in derRegeneron Science Talent Search. Die Wissenschaft-Wettbewerb läuft überGesellschaft für Wissenschaft Andamp; die Öffentlichkeit. Es wird gesponsort von Regeneron, ein Unternehmen, das entwickelt und macht Medikamente. Die Veranstaltung bringt Schülerinnen und Schüler jedes Jahr ihre Wissenschaftsprojekte mit der Öffentlichkeit teilen. Die 40 Finalisten Alsocompete für Cash Preise in Höhe von fast $ 2 Millionen. (Gesellschaft für Wissenschaft Andamp; auch die Öffentlichkeit veröffentlichtWissenschafts-Nachrichten für Studierendeund diesem Blog.)

Jessicas chemischen Bad wurde entwickelt, um eine Keim-Tötung-Beschichtung auf verlassenZellulose. Die äußere Wand von Pflanzenzellen enthalten Zellulose. Aber Thatand #39; s nicht alle. "Cellulose ist vielseitig einsetzbar", erklärt Jessica. "Es ist in unserer Kleidung, in Lebensmittelverpackungen, in so ziemlich jeden Aspekt unseres täglichen Lebens."

Jedes Molekül von Zellulose ist eine lange Chainbuilt von Zucker. Diese Ketten verbinden sich leicht mit Wasser. Das ist gut, es hilft Küchenpapier aufsaugen von Flüssigkeiten. Aber das ist auch, warum nass Cellulose ein großes Haus für Bakterien ist. Und einige von diesen Keimen kann eine Gefahr für die Gesundheit. Das gilt vor allem, wenn sie auf einen Verband oder Essen Wrapper wachsen. Wissenschaftler haben versucht, antimikrobielle Beschichtungen um Bakterien aus festhalten an Zellulose zu stoppen zu erfinden. Jessica stellt fest, "erfordern jedoch die meisten Methoden Wärme und Druck. "Und einige führen um zu Luftverschmutzung."

"Ich wollte eine Methode erstellen, die könnte [hinzufügen] antibakterielle Eigenschaften, Zellulose auf einfache Weise," sagt die Teenager. Sie wollte es billig sein. Es musste auch leicht in großem Maßstab anzuwenden und wenig Gefahr für die Umwelt darstellen.

Um herauszufinden, wie Sie dies tun, reiste Jessica über dem Land zu verbringen einen Sommer im Labor von Benjamin Hsaio. Er ist Chemiker an der Stony Brook University in New York. Das Simons Sommer Forschungsprogramm für High School Juniors verbunden Jessica mit Hsaio. "Dies war das erste Mal habe ich in einem Labor arbeiten", sagt sie. "Ich genoss die ganze Atmosphäre."

Die Teenager arbeitete Zellstoffpapier Titandioxid und Silber-Nanopartikeln hinzu. Titandioxid ist ein weißes Pigment. Exposition gegenüber UV-Licht können die negativ geladenen Elektronen in ihm angeregt werden. Das Titanoxid bricht dann Wasser. Dies produziert freie Radikale. Diese aufgeladen sind Moleküle, die angreifen und töten Bakterienzellen.

In der Regel, Jessica sagt, Titandioxid erfordert eine Menge Energie, die Keim-Tötung Fähigkeiten zu aktivieren. Sie dachte, sie sah eine Möglichkeit, die Energie benötigt, aber senken: Hinzufügen von Silber-Nanopartikeln. Dies sind winzige Partikel aus Silber, die nur ein Milliardstel von einem Meter Durchmesser. Sie reduzieren die notwendige Energie, um die Elektronen im Titandioxid zu begeistern. Eine Zutat hinzufügen, ist diese Art bekannt als "doping". Die dotierte Silber sollten Titandioxid töten Bakterien mit nur Licht von der Sonne, Jessica die Hypothese.

Im Labor, Jessica erstellt eineKolloid(KOLL-Oid) Lösung. Winzige Partikel von Titandioxid und Silber-Nanopartikel waren ziemlich gleichmäßig in der Flüssigkeit verteilt. Sie schuf drei Versionen. Jeder hatte Differentamounts von Titandioxid und Silber. Dann die Teen eingetauchte Zellulose-Papiere in eines der Sicherheitsanlagen, die sie in einem Ofen getrocknet. Andere Papiere wurden mit Titandioxid allein oder nichts überhaupt bedeckt. Diese dienten alsSteuerelemente.

Sobald die Papiere trocken waren, tauchte Jessica sie in Lösungen von Bakterien. Dann rieb sie die Papiere auf Lab-Teller mit Agar-Gel enthält die Nährstoffe für die Bakterien wachsen benötigt. Nach 24 Stunden überprüft sie die Platten.

Titandioxid und Silber Kolloid hatte 99 Prozent der Bakterien, im Vergleich zu unbehandelten Zellulose getötet. Die Beschichtung von Titandioxid allein funktionierte nicht so gut.

"Ich wusste, dass Silber und Titandioxid zusammenarbeiten können", sagt Jessica. Gab es eine Menge Forschung auf Silber und ein Titandioxid, bemerkt sie, Andquot; aber nicht viel auf Sie beide zusammen [auf] Zellulose."

Das beste Teil, Jessica sagt, ist, dass ihre Behandlung keine Gefahr für die Umwelt stellt. Andere Methoden benötigen hohe Temperaturen oder Drücke um eine Keim-Tötung-Beschichtung zu erstellen. Alles, was Jessica erforderlich ist war eine langsame Dip in der chemischen Bad. Die einfache, kostengünstige Beschichtung Andquot; angewendet werden könnte, Kleidung, so dass es antibakterielle Eigenschaften haben könnte,", sagt sie. "Ich denke, dass es auch in den Entwicklungsländern angewandt werden könnte."

Im Moment hat sie nur ihren Mix auf kleine Stückchen Zellstoffpapier angewendet. Aber wenn Dip auf Kleidung, Bandagen oder Papier funktioniert, könnte es helfen, sie keimfrei zu halten, wenn sie sein müssen.

Macht Worte

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Aktivieren(in der Biologie) Wie bei einem gen oder chemische Reaktion einzuschalten.

AgarEin gallertartigen Material aus bestimmte Meeresalgen als Material (und Nahrungsquelle) verwendet, in denen Bakterien wachsen.

antibakteriellEigenschaften, die dazu neigen, zu zerstören oder einzuschränken, das Wachstum oder die Vermehrung von Bakterien.

antimikrobielleEine Substanz, zu töten oder hemmen das Wachstum von Mikroben verwendet. Dazu gehören natürlich gewonnenen Chemikalien, wie viele Antibiotika Medikamente. Freuen Sie sich auch auf synthetische chemische Produkte wie Triclosan und Triclocarban.

ZelleDie kleinste strukturelle und funktionelle Einheit eines Organismus. In der Regel zu klein, um mit dem bloßen Auge zu sehen, es besteht aus einer wässrigen Flüssigkeit umgeben von einer Membran oder einer Wand. Je nach Größe werden Tiere aus überall aus Tausenden, Billionen von Zellen hergestellt. Einige Organismen, wie z. B. Hefen, Schimmelpilze, Bakterien und einige Algen bestehen aus nur einer Zelle.

ZelluloseEine Art von Faser, die in pflanzlichen Zellwänden gefunden. Es wird durch Ketten von Glucose-Moleküle gebildet.

chemischeEine Substanz gebildet von zwei oder mehreren Atomen, die in einem festen Anteil und Struktur (Bond) verbinden. Zum Beispiel ist Wasser eine chemische gemacht, wenn zwei Wasserstoffatome mit einem Sauerstoffatom verbinden. Seine chemische Formel ist H2O. Chemikalie kann auch ein Adjektiv, Eigenschaften von Materialien zu beschreiben, die das Ergebnis der verschiedenen Reaktionen zwischen verschiedenen Verbindungen.

KolloidEin Material, in dem winzige unlöslichen Partikel in einem größeren Volumen eines anderen Stoffes ausgebreitet haben. Kolloide sehr unterschiedliche Formen annehmen. Rauchige Luft ist ein Kolloid. So ist Nebel. Milch ist ein Kolloid mit winzigen Klumpen von Butterfett in der Flüssigkeit suspendiert. Schlagsahne ist auch ein Kolloid. Kolloide trennen nicht in der Regel im Laufe der Zeit in ihre einzelnen Bestandteile.

KontrolleEin Teil eines Experiments wo gibt es keine Veränderung von normalen Bedingungen. Das Steuerelement ist für wissenschaftliche Experimente. Es zeigt, dass neuer Effekt wahrscheinlich wegen nur für den Teil des Tests, die ein Forscher verändert hat. Beispielsweise, wenn Wissenschaftler verschiedene Arten von Dünger in einem Garten testeten, möchten sie ein Teil der ungedüngten, wie das Steuerelement weiterhin. Seine Fläche würde zeigen, wie Pflanzen in diesem Garten unter normalen Bedingungen wachsen. Und das gibt Wissenschaftler etwas wogegen sie neue experimentelle Daten vergleichen können.

Doping (in Materialien) Das absichtliche Einfügen von etwas in eine kristalline Halbleiter oder anderem Material.

UmgebungDie Summe aller Dinge, die um einige Organismus oder einige Deviceand die Bedingung existieren erstellen diese Dinge für diesen Organismus oder Gerät. Umgebung kann beziehen sich auf das Wetter und Ökosystem, in dem ein Tier lebt, oder, vielleicht, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Platzierung von Komponenten in einigen Elektronik-System oder Produkt. \

freie Radikale Ein geladenes Molekül (in der Regel hoch reaktiv und kurzlebigen) haben ein oder mehrere ungepaarte Außenelektronen. Es wird versucht, um sich wieder ganz machen durch einen Prozeß bekannt als Oxidation Elektronen zu stehlen.

GelEine klebrige oder Viskose Material, das wie eine dicke Flüssigkeit abfließen kann.

KeimEine einzellige Mikroorganismen, wie Bakterium, Pilzarten oder Viruspartikel. Manche Keime verursachen Krankheit. Andere können die Förderung der Gesundheit von höherer Ordnung Organismen, einschließlich Vögel und Säugetiere. Die gesundheitlichen Auswirkungen von die meisten Keime sind jedoch unbekannt.

High schoolEine Bezeichnung für die Klassen 9 bis 12 im US-System der öffentlichen Schulpflicht. High-School-Absolventen können die Hochschulen für weitere, fortgeschrittene Ausbildung gelten.

Hypothese (V.die Hypothese auf) Eine vorgeschlagene Erklärung für ein Phänomen. In der Wissenschaft ist eine Hypothese eine Idee, die rigoros getestet werden muss, bevor es akzeptiert oder abgelehnt wird.

FlüssigkeitEin Material, das frei fließt, sondern hält ein konstantes Volumen, wie Wasser oder Öl.

MolekülEin elektrisch neutrale Gruppe von Atomen, die die kleinstmögliche Menge einer chemischen Verbindung darstellt. Moleküle können einzelne Arten der Atome oder verschiedene Arten erfolgen. Zum Beispiel ist der Sauerstoff in der Luft zwei Sauerstoffatome (O gemacht.2), aber Wasser besteht aus zwei Wasserstoffatomen und einem Sauerstoffatom (H2(O).

NanopartikelEin kleines Körnchen mit Abmessungen im Milliardstel Meter gemessen.

PartikelEine winzige Menge von etwas.

PigmentEin Material, wie die natürlichen Farbstoffe in der Haut, die das Licht verändern durch es übertragen oder von einem Objekt reflektiert. Die Gesamtfarbe des Pigmentes hängt in der Regel die Wellenlängen des sichtbaren Lichts absorbiert und reflektiert, welche es. Zum Beispiel ein rotes Pigment neigt dazu, roten Wellenlängen des Lichts reflektieren sehr gut und nimmt in der Regel andere Farben. Pigment ist auch der Begriff für Chemikalien, die Hersteller zur Tönung Farbe verwenden.

DruckKrafteinwirkung, die gleichmäßig über eine Oberfläche als Kraft pro Flächeneinheit gemessen.

Science Talent SearchEin jährlicher Wettbewerb erstellt und ausgeführt werden von der Gesellschaft für Wissenschaft Andamp; die Public.Since 2016, hat es Beensponsored von Regeneron Pharmaceuticals. Im Jahre 1950 begonnen, bringt dieses Ereignis 40 forschungsorientierten Abiturienten nach Washington, D.C., um ihre Forschungsergebnisse der Öffentlichkeit zu präsentieren und um Auszeichnungen bewerben.

GesellschaftEine integrierte Gruppe von Menschen oder Tieren, die in der Regel arbeiten zusammen und unterstützen sich gegenseitig zum Wohle von allen.

LösungEine Flüssigkeit, in der eine Chemikalie ineinander aufgelöst worden ist.

SonneDer Stern im Zentrum der Erde Sonnensystem. Es ist eine durchschnittliche Größe Star etwa 26.000 Lichtjahre vom Zentrum der Milchstraße. Sonne ist auch die Bezeichnung für einige andere sunlike Star.

TitandioxidEin weiß, Plattierung, solides Material, kommt in der Natur als Mineral und wird weitgehend als ein weißes Pigment verwendet.

UV-LichtEine Art von elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge von 10 Nanometern bis 380 Nanometer. Die Wellenlängen sind kürzer als Thoseof sichtbares Licht aber länger als Röntgenstrahlen.

WelleEiner Störung oder Variation, die Reisen durch Raum und Materie in einem regelmäßigen, oszillierende Mode.


Ein paar:Inkjet-Druck verwenden, um intelligente, Flexible Hybridschaltungen bauen Der nächste streifen:Verwendung von Tinte mit Silber-Nanopartikeln bietet Möglichkeit für neue starre und Flexible Hybrid-Schaltungen