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La science et les technologies russes au jour le jour

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Des nanominéraux tirés des déchets/ Vers la production de cartes RFID russes/ Voir dans l'eau comme dans l'air/ Le danger des faibles doses de rayonnement

Des nanominéraux tirés des déchets miniers

Une nouvelle technologie, proposée par des chercheurs de Saint-Pétersbourg, permettra d'améliorer la production de métaux rares revêtant une importance stratégique, rapporte le site nkj.ru.

Un nouveau procédé d'extraction des métaux à partir des déchets de la production minière a été élaboré par des chercheurs de Saint-Pétersbourg, plus précisément des géologues de l'Université d'Etat de cette ville, associés à leurs collègues de l'Institut de recherche géologique russe Karpinski (VSEGEI).

En Russie, le pourcentage d'extraction des métaux à partir du minerai oscille entre 65 et 85%. Dans les pays européens, cet indice est nettement meilleur, mais là non plus, toute une série de composants associés des minéraux ne sont pas utilisés. Si l'on se contente de fractionner les minerais en morceaux de taille ordinaire, on ne peut parvenir à augmenter sensiblement l'ampleur de leur transformation. Mais si l'on réduit ces fractions à des dimensions nanométriques, on peut obtenir d'excellents résultats.

Les chercheurs pétersbourgeois ont appris à extraire, à partir des déchets miniers, des nanofractions d'une taille de 1000 nm. Leur technologie, brevetée, permet d'augmenter considérablement les réserves de métaux stratégiques en utilisant une matière première peu onéreuse, puisqu'il s'agit du minerai déjà sorti des tréfonds de la Terre. Les procédés traditionnels proposent d'extirper les nanofractions dans des solutions alcaline ou acide. La particularité de cette nouvelle technologie, écologiquement sûre, est que l'extraction des nanofractions s'opère dans une solution aqueuse. De plus, ce procédé permet de détecter certains éléments chimiques présents à des taux de concentration de deux ou trois fois inférieurs aux taux habituels d'extraction.

Cette technologie permet notamment d'isoler, dans des déchets miniers, des éléments disséminés tels que le rhénium. Ce métal, très onéreux, se rencontre presque toujours dans la nature sous forme d'impuretés dans des minéraux. Pour obtenir un kilo de rhénium, il est nécessaire de traiter une énorme quantité de minerai. Grâce à sa température de fusion élevée (3000°C), les alliages contenant du rhénium constituent un matériau de construction prometteur pour les équipements nucléaires. Il est également utilisé dans l'aéronautique et l'industrie de transformation pétrolière. Cette technologie ouvre de nouvelles perspectives pour l'extraction du rhénium à partir des schistes noirs et des bauxites, estime notamment Elena Panova, professeur à la Faculté de géologie du VSEGEI.

 

Vers la production de cartes RFID russes

Deux grosses sociétés ont décidé d'unir leurs efforts pour produire des cartes RFID russes, rapporte le site strf.ru.

Le Conseil de surveillance du groupe public russe Rosnano, chargé des nanotechnologies et des innovations, et le Conseil des directeurs du Groupe Sistematika ont approuvé la participation de ces sociétés au projet de création d'une unité de production russe de cartes de radio-identification, plus connues sous l'acronyme anglais de RFID (*). Ces cartes RFID, qui seront élaborées à la demande de Sistematika, seront produites sur la base de puces ayant des paramètres de sensibilité et de fiabilité de prise en compte des informations améliorées. Le budget global du projet se chiffre à 630 millions de roubles (16 millions d’euros), y compris les investissements de Rosnano, à hauteur de 190 millions de roubles (4,5 millions d’euros).

Dans le cadre de ce projet, on s'apprête à créer et lancer la production d'une nouvelle génération de puces RFID de standard EPC (class 1, gen. 2), sur la base d'une technologie de gravure de 90 nm. Il s'agit d'une technologie nouvelle pour les RFID. Elle autorise une réduction conséquente de leur taille, une consommation énergétique moindre et une diminution des coûts de fabrication. La fabrication de ce type de puces sera possible dans les entreprises russes maîtrisant la technologie des 90 nm.

Ces nouvelle sources seront utilisées tant pour élaborer de nouvelles cartes que pour moderniser celles déjà existantes, et notamment les cartes PatchTag, qui sont l'un des leaders de l'enregistrement à distance parmi les cartes passives universelles.

On s'attend que les principaux domaines d'application de cette production soient la logistique de stockage et de transport, le commerce de détail, le marquage des fonds de bibliothèques et d'archives, la gestion des chaînes de livraison. L'origine russe des puces simplifiera aussi considérablement leur utilisation dans le secteur d'Etat, notamment au sein des structures de force.                                                                                     

On pense que le nouveau site de production sera implanté à Saint-Pétersbourg. Sa capacité de production devrait dépasser en 2015, pour les cartes PatchTag, 1,3 million d'unités par an, et, pour les cartes iNano, environ 160 millions d'unités. Le chiffre d'affaires attendu pour cette nouvelle compagnie dépassera les 800 millions de roubles (20,5 millions d’euros).

(*) Il s'agit d'une méthode pour mémoriser et récupérer des données à distance en utilisant des marqueurs appelés radio-étiquettes, rappelle le site wikipedia.fr. Les radio-étiquettes sont de petits objets, tels que des étiquettes auto-adhésives, qui peuvent être collés sur de petits objets ou même être incorporés dans ces derniers.

 

Voir dans l'eau comme dans l'air

Des chercheurs russes ont mis au point une technique permettant de voir à travers l'eau comme à travers l'air, sans déformation, rapporte le site inauka.ru.

Voir un objet sous l'eau, à travers une couche d'eau, comme si cette dernière n'existait pas: c'est ce que permet la méthode élaborée par des chercheurs russes. Le prix Rojdestvenski de l'Académie des sciences russe (ASR) a été attribué à ses auteurs - des chercheurs de l'Institut de physique appliquée de l'ASR et de l'Institut d'océanologie de l'ASR. Ils ont mis au point une méthode de calcul des données des observations sous-marines qui permet, de fait, "d'enlever" l'eau qui les entoure. Autrement dit, en mesurant, en analysant, et si nécessaire en retirant du "tableau sous-marin" les effets de la diffraction et de l'absorption de la lumière, ainsi que plusieurs autres facteurs qui gênent la vue, les scientifiques obtiennent, pour un objet, la même précision d'image que si celui-ci était observé dans l'air.

Cette méthode est également adaptée aux différentes conditions naturelles: elle permet, par exemple, de procéder à des observations du fond de la mer et des objets sous-marins à travers une mer houleuse.

De telles réalisations n'existent pas ailleurs dans le monde, souligne le bureau de l'ASR pour justifier son choix. "Les auteurs du cycle de travaux ont réalisé des recherches qui ouvrent une nouvelle orientation dans la théorie de la vision des objets sous-marins, annonce-t-il dans le document publié à cette occasion. Il n'existe pas, aujourd'hui, de travaux analogues aux leurs."

D'un point de vue pratique, cette méthode ouvre de nouvelles possibilités pour élaborer une stratégie juste pour réaliser des travaux de recherche en mer, étudier des fonds océaniques, observer ce que l'on appelle "des objets sous-marins étendus", expliquent les auteurs de cette découverte.

 

Le danger sous-estimé des faibles doses de rayonnement

Les faibles doses de rayonnement sont plus dangereuses qu'on ne le pensait jusqu'alors, rapporte le site nkj.ru.

Dans le monde moderne, le nombre des personnes soumises à de faibles doses d'irradiation est en augmentation. Or, il s'avère que le rayonnement à de faibles doses peut être plus dangereux que ce qui ressort des conceptions de la radiobiologie universellement admises.

Le premier Prix de l'Institut unifié de recherches nucléaires (Doubna, région de Moscou) décerné pour 2009 dans le domaine de la recherche appliquée l'a été non pas à des physiciens, mais à des biologistes. Une équipe de chercheurs du laboratoire de biologie radiative, conduite par la doctorante en biologie N. Chmakova, a montré que de faibles doses de radiation ionisante détériorent au sein des cellules un nombre de chromosomes de plusieurs fois supérieur à ce que l'on pouvait penser en s'appuyant sur la théorie officiellement admise.

Ce résultat est d'une grande actualité, car de plus en plus de personnes sont confrontées à de faibles doses de radiation. Les rayonnements ionisants sont utilisés en médecine, dans la science, à des fins militaires ou tout simplement dans la production. Les vols d'avions à des altitudes élevées se sont intensifiés, de même que la recherche spatiale. Les tests des armes nucléaires, les rejets dans l'atmosphère consécutifs à des accidents survenus dans des centrales nucléaires et d'autres facteurs imputables à l'activité humaine accroissent le fonds radiatif de la Terre. C'est pourquoi il importe de bien comprendre quelles peuvent être les conséquences de ce rayonnement.

L'influence des doses de radiation moyennes et importantes est assez bien connue: plus les doses sont importantes, et plus importante est la nocivité de la radiation. C'est sur la base de cette logique qu'ont été établies les recommandations officielles pour évaluer les facteurs du risque radiatif. Ces règles, justes pour les doses élevées, ont été appliquées automatiquement pour les valeurs de radiation moindres. Ce qui s'est avéré être une erreur.

Pour mener leur étude, les chercheurs ont utilisé différentes cultures de cellules normales et cancéreuses, qui ont été irradiées par des rayons gamma, un rayonnement X et des ions de carbone. Pour tous les objets concernés et tous les types de rayonnement énumérés ci-dessus, il a été démontré qu'avec des doses supérieures à 30 centigrays, le nombre des perturbations chromosomiques dépend linéairement de la dose. En ce qui concerne les faibles doses, la dépendance revêt un caractère complexe. Sur le secteur initial de la courbe, les faibles doses de radiation provoquent une fréquence anormalement élevée des détériorations chromosomiques, et leur nombre dépasse de plusieurs fois celui du niveau de contrôle. Avec une nouvelle augmentation de la dose, la fréquence des aberrations chromosomiques diminue nettement, pour se retrouver dans certains cas pratiquement au niveau de contrôle.

Le type de détérioration des chromosomes dû à l'action de faibles doses de radiation témoigne que les mutations sont provoquées par l'action des formes actives de l'oxygène, également appelées radicaux libres. Les chercheurs pensent que c'est l'accroissement de la concentration des radicaux libres qui augmente la sensibilité de la cellule aux faibles doses de radiation. Si l'on augmente la dose de radiation, il se produit une nette activation des mécanismes de défense cellulaires, et le nombre des chromosomes perturbés baisse alors.

Les chercheurs ont étudié les conséquences de la radiothérapie (thérapie par rayons) sur des malades atteints d'un cancer de la prostate. Les travaux ont été menés en coopération avec le GSI (Centre de recherche sur les rayons lourds) de Darmstadt (Allemagne). Lors d'une irradiation thérapeutique des cellules, le sang des patients a été soumis à l'action de faibles doses de radiation. Chez les malades ayant subi une thérapie par les rayons, on a observé, même un an après, un nombre de perturbations chromosomiques dans les lymphocytes supérieur de 5 à 6 fois à la normale. Ce qui signifie que les conséquences de l'effet des faibles doses de radiation se conservent sur plusieurs générations de cellules.

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