사춘기는 세균을 멀리하기 위하여 복각을 발명합니다

- Mar 23, 2017 -

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워싱턴 DC - 우리의 삶은 박테리아로 번성하고 있습니다. 벌레는 우리 몸 안에 있고, 우리의 피부와 우리가 만지는 대부분의 표면에 있습니다. 그것은 반드시 나쁜 것은 아닙니다. 그러나 일부 장소는 상처 또는 식품 포장용 붕대와 같이 박테리아가 없어야합니다. Jessica Tian (17 세)은 박테리아를 멀리하는 방법을 고안했습니다. 그녀는 특별한 화학 약품 욕조에서 독을하여 세균없는 종이를 만들었습니다.

캘리포니아 주 샌디에고에있는 Del Norte High School의 선임 연구원은 Regeneron Science Talent Search 에서 자신의 방법을 과시했습니다. 과학 경시 대회는 과학 및 공공을위한 사회 가 운영합니다. 그것은 Regeneron, 약을 디자인하고 만드는 회사에 의해 후원된다. 이 행사에는 매년 고등학생들이 모여 과학 프로젝트를 대중과 공유합니다. 40 명의 결선 진출 자들은 총 200 만 달러에 달하는 현금 상을 놓고 경쟁합니다. (Society for Science & Public은 학생들위한 Science News 와이 블로그 발행합니다.)

Jessica의 화학 욕조는 셀룰로오스에 살균 코팅을 남기기 위해 개발 되었습니다. 식물 세포 외벽에는 셀룰로오스가 함유되어 있습니다. 하지만 그건 전부가 아닙니다. "셀룰로오스는 다목적입니다."제시카는 설명합니다. "그것은 우리 일상 생활의 거의 모든면에서 식품 포장재로 된 의복에 있습니다."

셀룰로오스의 각 분자는 당으로 만들어지는 긴 사슬입니다. 이 사슬은 물과 쉽게 결합합니다. 좋습니다. 그것은 종이 수건이 유출을 흡수하는 데 도움이됩니다. 그러나 이것이 젖은 셀룰로오스가 박테리아의 훌륭한 집인 이유이기도합니다. 그리고 그 세균 중 일부는 건강에 위험을 초래할 수 있습니다. 붕대 또는 식품 포장지에서 자라면 특히 그렇습니다. 과학자들은 박테리아가 셀룰로오스에 달라 붙지 않도록 항균 코팅을 개발하려고 노력 해왔다. 그러나 Jessica는 "대부분의 방법에는 열과 압력이 필요합니다. 그리고 일부는 대기 오염으로 이어집니다. "

"간단하게 셀룰로오스에 항균성을 부여 할 수있는 방법을 만들고 싶었습니다. 그녀는 그것을 저렴하기를 원했습니다. 또한 대규모로 적용하기 쉽고 환경에 위험을 최소화해야했습니다.

이를 수행하는 방법을 알아 내기 위해 Jessica는 Benjamin Hsaio의 실험실에서 여름을 보내기 위해 전국을 여행했습니다. 그는 뉴욕의 스토니 브룩 (Stony Brook) 대학의 화학자입니다. Jsica와 Hsaio를 연결 한 고등학교 후배들을위한 Simons Summer Research Program. "실험실에서 처음으로 일한 것은 이번이 처음"이라고 그녀는 말합니다. "나는 정말 전체 분위기를 즐겼다."

십대는 셀룰로오스 종이에 이산화 티탄과은 나노 입자를 첨가하기 위해 노력했습니다. 이산화 티탄은 흰색 안료입니다. 자외선에 노출되면 음으로 대전 된 전자가 여기 될 수 있습니다. 산화 티타늄은 물을 분해합니다. 이것은 자유 라디칼을 생성합니다. 이들은 박테리아 세포를 공격하고 죽일 수있는 분자입니다.

일반적으로 Jessica는 이산화 티타늄은 살균력을 활성화시키기 위해 많은 에너지를 필요로한다고 말한다. 그녀는 실버 나노 입자를 추가하면서 필요한 에너지를 낮추는 방법을 발견했다고 생각했습니다. 이것은 직경이 수십억 분의 1에 불과한 작은은 입자입니다. 그들은 이산화 티탄에서 전자를 여기시키는 데 필요한 에너지를 줄입니다. 이 물질을 첨가하는 것은 "도핑 (doping)"으로 알려져있다. 도핑 된 은은 이산화 티타늄이 태양으로부터의 빛만을 사용하여 박테리아를 죽이게해야한다고 Jessica는 가정했다.

실험실에서 Jessica는 콜로이드 (KOLL-OID) 솔루션을 만들었습니다. 작은 입자의 이산화 티타늄과은 나노 입자는 액체 전체에 균등하게 퍼졌습니다. 그녀는 세 가지 버전을 만들었습니다. 각각은 다른 양의 이산화 티탄과은을 가지고있었습니다. 그런 다음 십대는 셀룰로스 종이를 용액 중 하나에 담아 오븐에서 말렸다. 다른 논문은 이산화 티타늄만으로 덮여 있거나 전혀 쓰이지 않았습니다. 이들은 통제 역할을했습니다.

서류가 말라 버렸을 때, 제시카는 박테리아의 용액에 담갔다. 그런 다음 그녀는 박테리아가 자라기 위해 필요한 양분이 들어있는 한천 - 한천을 함유 한 실험실 플레이트 위에 종이를 문질러주었습니다. 24 시간 후, 그녀는 접시를 확인했다.

이산화 티탄과은 콜로이드는 처리되지 않은 셀룰로오스에 비해 박테리아의 99 %를 죽였다. 이산화 티탄 코팅만으로는 효과가 없었습니다.

"은과 이산화 티타늄이 함께 작용할 수 있다는 것을 알고있었습니다."제시카는 말한다. 그녀는은과 이산화 티타늄에 대한 많은 연구가 있었지만 "셀룰로오스와 함께 둘 다 그다지 많지는 않다"고 지적했다.

Jessica는 가장 중요한 부분은 치료가 환경에 아무런 위협도 가하지 않는다는 점입니다. 다른 방법은 고온 또는 고압을 필요로하여 살균 코팅을 만듭니다. Jessica가 필요로하는 것은 화학 약품 목욕에 느린 딥이 필요했습니다. 그녀는 "저가의 코팅은 의류에 적용될 수있어 항균성을 가질 수있다"며 "개발 도상국에서도 적용될 수 있다고 생각한다"고 말했다.

현재, 그녀는 셀룰로오스 종이의 작은 조각에만 그녀의 믹스를 적용했습니다. 그러나 딥이 의류, 붕대 또는 종이에 작용한다면, 필요할 때 언제나 곰팡이가없는 상태로 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

파워 단어

(Power Word에 대한 자세한 내용은 여기 를 클릭 하십시오. )

활성화 (생물학에서) 유전자 또는 화학 반응과 마찬가지로 켜기.

한천 (agar ) 박테리아를 자라게하는 물질 (및 식품 공급원)으로 사용되는 특정 해양 조류로 만든 젤라틴 소재.

antibacterial 박테리아의 번식 또는 번식을 파괴하거나 제한하는 경향이있는 특성을 지닌다.

antimicrobial (항생제) 미생물을 죽이거나 저해하는 데 사용되는 물질. 여기에는 자연적으로 파생 된 화학 물질 (예 : 많은 항생제)이 포함됩니다. 또한 트리클로산 (triclosan)과 트리클로 카반 (triclocarban)과 같은 합성 화학 제품도 포함됩니다.

세포 생물의 가장 작은 구조 및 기능 단위. 육안으로보기에는 너무 작아서 막이나 벽으로 둘러싸인 물기가 있습니다. 크기에 따라 동물은 수천에서 수조 개의 세포로 만들어집니다. 효모, 곰팡이, 박테리아 및 일부 조류와 같은 일부 유기체는 단 하나의 세포로 구성됩니다.

셀룰로스 식물 세포벽에서 발견되는 섬유의 유형. 그것은 포도당 분자 사슬에 의해 형성됩니다.

화학 물질 (chemical ) 고정 된 비율과 구조로 결합 (결합)하는 두 개 이상의 원자에서 형성된 물질 . 예를 들어, 물은 두 개의 수소 원자가 하나의 산소 원자에 결합 할 때 만들어지는 화학 물질입니다. 그 화학 공식은 H 2 O입니다. 화학은 또한 다른 화합물 간의 다양한 반응의 결과 인 물질의 특성을 기술하는 형용사 일 수 있습니다.

콜로이드 (colloid ) 작은 불용성 입자가 다량의 다른 물질에 퍼져있는 물질. 콜로이드는 다양한 형태를 취합니다. 연기가 자욱한 공기는 콜로이드입니다. 안개가 이렇게입니다. 우유는 콜로이드 (colloid)이며 액체 전체에 현탁 된 작은 덩어리의 버터 팻이 있습니다. 휘핑 크림도 콜로이드입니다. 콜로이드는 일반적으로 시간이 지남에 따라 개별 구성 요소로 분리되지 않습니다.

컨트롤 정상적인 조건에서 변화가없는 실험의 부분. 통제는 과학 실험에 필수적입니다. 연구자가 변경 한 테스트 부분만으로 인해 새로운 효과가 발생할 가능성이 있음을 보여줍니다. 예를 들어, 과학자들이 정원에서 다양한 종류의 비료를 시험한다면, 그것의 한 부분이 통제로 유지되는 것을 원할 것입니다. 그 지역은이 정원의 식물이 정상적인 조건에서 자라는 모습을 보여줍니다. 그리고 그것은 과학자들에게 새로운 실험 데이터를 비교할 수있는 무언가를 제공합니다.

도핑 (물질 내) 결정 성 반도체 또는 기타 물질에 의도적으로 삽입.

environment (환경) 어떤 유기체 또는 일부 장치 주변에 존재하는 모든 것의 합계와 그 유기체 또는 장치에 대해 생성되는 조건. 환경이란 일부 동물이 사는 날씨 및 생태계 또는 일부 전자 시스템 또는 제품의 구성 요소 온도, 습도 및 배치를 나타낼 수 있습니다.

자유 라디칼 하나 이상의 짝이없는 외부 전자를 갖는 대전 분자 (일반적으로 반응성이 높고 수명이 짧음). 그것은 산화로 알려진 과정을 통해 스스로를 다시 만들기 위해 전자를 훔치려 고 시도 할 것입니다.

두꺼운 액체 같이 흐를 수있는 끈적 거리거나 점성이있는 물질.

세균 세균 , 진균 종 또는 바이러스 입자와 같은 단세포 미생물. 일부 세균은 질병을 일으 킵니다. 다른 이들은 조류와 포유 동물을 포함한 고등 생물의 건강을 증진 할 수 있습니다. 그러나 대부분의 세균의 건강에 미치는 영향은 알려지지 않았습니다.

고등학교 미국의 의무적 인 공교육 시스템에서 9 학년에서 12 학년을위한 지정. 고등학교 졸업자는 대학에 고급 교육을 신청할 수 있습니다.

가설 ( hypothesis ) (v. hypothesis ) 현상에 대한 제안 된 설명. 과학에서 가설은 그것이 받아 들여지거나 거절되기 전에 엄격하게 테스트 되어야만하는 아이디어입니다.

액체 자유롭게 흐르지 만 물이나 기름과 같은 일정한 부피를 유지하는 물질.

분자 화학적 화합물의 가능한 한 적은 양을 나타내는 전기적으로 중립적 인 원자 그룹. 분자는 단일 유형의 원자 또는 다른 유형으로 만들 수 있습니다. 예를 들어, 공기 중의 산소는 2 개의 산소 원자 (O 2 )로 이루어 지지만 물은 2 개의 수소 원자와 1 개의 산소 원자 (H 2 O)로 구성됩니다.

nanoparticle 나노 입자 크기가 10 억분의 1로 측정 된 작은 입자.

입자 뭔가의 작은 금액.

안료 (pigment ) 피부의 자연스러운 색소 처럼 물체에서 반사되거나 물체를 통해 투과되는 빛을 변화시키는 물질. 안료의 전반적인 색상은 일반적으로 흡수되는 가시 광선의 파장과 반사되는 파장에 따라 달라집니다. 예를 들어, 빨간색 안료는 빨간색 파장의 빛을 매우 잘 반사하는 경향이 있으며 일반적으로 다른 색상을 흡수합니다. 안료는 또한 제조업체가 페인트 칠을하기 위해 사용하는 화학 물질에 대한 용어입니다.

압력 표면에 균일하게 가해지는 힘. 단위 면적당 힘으로 측정.

Science Talent Search Science & Public 학회에 의해 창안되고 운영되는 연례 경쟁입니다. 2016 년 이후 Regeneron Pharmaceuticals가 후원했습니다. 1950 년에 시작된이 행사는 40 명의 연구 중심 고등학교 졸업반 학생들을 워싱턴 DC에 초청하여 그들의 연구를 대중에게 소개하고 상을 놓고 경쟁하게합니다.

사회 일반적으로 서로 협력하여 서로를 돕는 통합 된 동물 군.

용액 (solution ) 하나의 화학 물질이 다른 화학 물질에 용해 된 액체.

태양 지구의 태양계 중심에있는 별. 그것은 은하수 은하의 중심으로부터 약 26,000 광년의 평균 크기의 별입니다. Sun은 다른 태양과 같은 별의 용어이기도합니다.

티타늄 디옥사이드 미네랄로 자연적으로 발생하는 흰색의 비 반응성 고체 물질로 백색 안료로 광범위하게 사용됩니다.

자외선 (ultraviolet light ) 10 나노 미터에서 380 나노 미터의 파장을 가진 전자기 복사의 일종. 파장은 가시광 선의 파장보다 짧지 만 X 선보다 길다.

웨이브 (Wave) 규칙적인 진동 방식으로 공간과 물질을 통과하는 외란 또는 변동.


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