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La science et les technologies russes au jour le jour

© RIA Novosti . Sergey Venyavskiy / Aller dans la banque de photosLa science et les technologies russes au jour le jour
La science et les technologies russes au jour le jour - Sputnik France
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Nanoparticules de carbone contre bactéries//Internet à grande vitesse en 2012 pour l'ISS//L'influence des orages sur l'atmosphère sous-estimée//Première expédition paléoocéanographique russo-chinoise

Nanoparticules de carbone contre bactéries

Des chercheurs russes ont étudié l'action bactéricide des nanoparticules de carbone et sont parvenus à des conclusions pertinentes, rapporte le site nauka.izvestia.ru.

Des chercheurs de l'Université d'Orenbourg ont vérifié comment différentes nanoparticules de carbone peuvent agir sur des bactéries. Il s'avère que les nanotubes annihilent la croissance des bactéries d'autant plus efficacement qu'ils ont été plus mal épurés, et que les bactéries sont insensibles aux fullerènes si ces derniers n'ont pas été modifiés par des groupes aminés.

Il existe aujourd'hui sur le marché plus de 1.800 variétés de nanomatériaux. Leur large utilisation entraînera très probablement la pollution par ces derniers des écosystèmes naturels et du milieu d'habitation de l'homme. Les propriétés physico-chimiques des nanoparticules se distinguent de celles des gros cristaux, et leur interaction avec les systèmes vivants n'a pratiquement pas été étudiée. Une équipe de l'Université d'Etat d'Orenbourg a étudié, sous la direction de Dmitri Deriabine, l'action de diverses nanoparticules de carbone sur la bactérie Escherichia coli (bacille). L'étude devait être publiée dans le numéro 11-12 de la revue "Nanotechnologies russes".

Pour cette expérience, on a utilisé quatre échantillons différents - nanotubes de carbone à paroi unique présentant différents niveaux d'épuration, tubes de carbone à parois multiples, fullerènes et fullerènes chimiquement modifiés (par des groupes carboxyles et aminés). On a mélangé une suspension de nanoparticules avec une suspension de bactéries dans un rapport de 1 à 4. La suspension obtenue a été maintenue à une température de 37° durant une heure, puis on a procédé au séchage et étudié le résultat par la méthode de microscopie atomique de force. Par ailleurs, on a évalué l'effet bactéricide en semant des microorganismes ayant été au contact des nanoparticules sur un milieu nourricier et en comparant le nombre des individus viables obtenus dans le groupe expérimental et dans le groupe de contrôle.

Les auteurs ont bien caractérisé au plan expérimental les particularités de chaque échantillon de nanomatériaux de carbone. Globalement, ce sont les nanotubes ayant été mal épurés qui ont eu l'action bactéricide la plus efficace. L'étude au microscope a montré que les cellules de bactéries ayant incubé au contact de ces tubes ont diminué de taille (passant de 201 à 178 nm) et présentaient des fragments aplatis, libres d'un contenu cellulaire. Les auteurs pensent que les dégâts constatés sur les structures superficielles des bactéries sont liés davantage aux effets des impuretés (carbone amorphe, catalyseurs métalliques) qu'à l'action des tubes de carbone eux-mêmes. L'étude des nanotubes épurés a montré qu’eux aussi étaient entrés en contact avec la surface des cellules des bactéries, mais les chercheurs n'ont pas découvert de manière fiable une influence sur la viabilité des cultures.

Les fullerènes et leur modification carboxyle n'ont pas influé sur la viabilité ni sur la morphologie des bactéries, alors que les fullerènes modifiés par des groupes aminés  (-NH2) interagissaient activement avec les bactéries et avaient un effet bactéricide marqué. Cette substance s'est avérée posséder une grande affinité avec la paroi cellulaire des bactéries : environ 97 % des nanoparticules se sont associées à elles, 3 % d'entre elles seulement demeurant dans la solution. Au final, la granulosité caractéristique des nanoparticules est apparue à la surface des bactéries. Ce phénomène s'est accompagné de modifications de la longueur, de la largeur et de la hauteur des cellules. Après être entrées en contact avec les fullerènes modifiés par les groupes aminés, 60 % des bactéries de ce groupe ont été détruites, comparativement avec le groupe de contrôle.

Ces travaux ont été conduits avec le soutien du programme fédéral ciblé "Cadres scientifiques et scientifico-pédagogiques de la Russie innovante", précise le site informnauka.ru.

 
Internet à grande vitesse en 2012 pour l'ISS

La Station spatiale internationale (ISS) sera bientôt reliée par Internet à grande vitesse au Centre de direction des vols, annoncent plusieurs sites russes, tel strf.ru.

L'ISS sera reliée en permanence avec le Centre de direction des vols par un accès à l'Internet large bande dès 2012. Cette innovation sera rendue possible après l'orbitalisation et la mise en service de deux satellites relais, Loutch-5A et Loutch-5B. Par la suite devrait être lancé un autre satellite, Loutch-4, qui sera placé en position stationnaire au dessus de la partie orientale de la Russie, a précisé le responsable des vols du segment russe de la station, Vladimir Soloviev.

Selon ce responsable russe, une fois que l'ISS aura reçu les équipements complémentaires nécessaires pour assurer la liaison avec les satellites Loutch, que les tests et les réglages auront été effectués, l'ISS bénéficiera d'un accès Internet de 100 Mb/s.

Le segment américain de l'ISS bénéficie d'un accès à Internet depuis environ un an. Actuellement, le segment russe de l'ISS ne peut entrer en relation avec le Centre de direction des vols que lorsque l'ISS passe au-dessus des stations terrestres de réception situées sur le territoire de la Russie.

 
L'influence des orages sur l'atmosphère sous-estimée

Des chercheurs russes ont établi que le dégagement d'oxyde d'azote lors des orages influe sur la composition et les propriétés de l'atmosphère, rapporte le site nauka.izvestia.ru.

Les modèles climatiques de l'atmosphère utilisés actuellement négligent l'influence des décharges des éclairs et doivent être complétés. Les dégagements d'oxyde d'azote doivent, notamment, mieux être pris en compte. Telle est la conclusion à laquelle sont parvenus des chercheurs russes.

Les oxydes d'azote contenus dans l'atmosphère et dans l'enveloppe de gaz de la Terre exercent une sérieuse influence sur l'activité des organismes vivants. Dans la stratosphère (couche de l'atmosphère située à une altitude de 11 à 50 km de la Terre), ces gaz détruisent la couche d'ozone, qui protège la Terre du rayonnement ultraviolet. Dans la troposphère (couche inférieure de l'atmosphère), ces gaz peuvent, au contraire, agir avec d'autres gaz sur la formation de l'ozone. C'est également un effet indésirable, car l'ozone est toxique pour les organismes vivants. Le contrôle du niveau des oxydes d'azote constitue une tâche très importante. On estime que la majeure partie de l'oxyde d'azote qui arrive dans l'atmosphère provient de la pollution industrielle, mais une nouvelle étude montre que le rôle des orages ordinaires a peut-être été sous-évalué.

Les chercheurs russes Sergueï Smychliaïev, Evgueni Mareïev et Vener Galine (Université hydrométéorologique russe d'Etat, Université de physique appliquée de l'Académie des sciences russe (ASR) et Institut de calcul mathématique de l'ASR) ont proposé d'étudier la modification des concentrations d'oxydes d'azote aux altitudes de la troposphère supérieure et de la stratosphère inférieure, où les processus de destruction et de production de l'ozone apparaissent très nettement.

Dans la revue "Nouvelles de l'ASR. Physique de l'atmosphère et de l'océan", ces chercheurs décrivent le modèle chimico-climatique de l'atmosphère basse et moyenne. Ces chercheurs ont montré qu'après un orage, la concentration des oxydes d'azote à ces altitudes peut varier dans une proportion de deux à trois fois, ce qui entraîne des modifications considérables de la composition en gaz de l'atmosphère et de son fond thermique. Les simulations ont également démontré la dépendance entre la teneur en ozone et en radicaux d'hydroxyde (-OH), d'une part, et le nombre de décharges d'oxydes d'azote s'étant formées durant ce laps de temps, de l'autre.

Les scientifiques pensent que pour obtenir des prévisions climatiques plus précises, il faudrait prendre en compte l'influence des particularités locales du processus des éclairs et des conséquences engendrées en retour, conclut le site informnauka.ru.

 

Première expédition paléoocéanographique russo-chinoise

La première expédition paléoocéanographique russo-chinoise a débuté à la fin octobre. Pendant plus d'un mois, spécialistes russes et chinois vont étudier les sédiments de la mer du Japon et de la mer d'Okhotsk, rapportent les sites rian.ru, nkj.ru et poi.dvo.ru.

La première expédition paléoocéanographique russo-chinoise a entrepris le 28 octobre le prélèvement de sédiments dans les profondeurs de la mer du Japon. L'objectif est de reconstituer le scénario des changements climatiques intervenus dans l'Extrême-Orient au cours des 200.000 dernières années, ont annoncé les services de communication  de la Flotte de recherche de la Section extrême-orientale de l'Académie des sciences russe (SEO ASR)

Les scientifiques (18 Russes et 11 Chinois) participant à cette expédition ont embarqué à bord du navire russe Akademik Lavrentev. Ils doivent procéder à des recherches d'abord dans trois secteurs de la mer du Japon, puis, vers la mi-novembre, dans trois autres de la mer d'Okhotsk. L'Akademik Lavrentev a commencé par gagner la partie nord-ouest de la mer d'Okhotsk. Les premiers travaux de l'expédition y ont été réalisés à l'aide d'un appareil spécial permettant de collecter des échantillons et des sédiments à de grandes profondeurs.

Ces prélèvements de sédiments sont précieux pour les scientifiques, car ils constituent des "enregistrements" détaillés des changements climatiques intervenus dans le passé. Ils permettent de déterminer des variations, même peu importantes, du climat. L'eau peut elle aussi fournir des indications, car sa composition dépend des courants, dont la direction influe elle aussi sur le temps.

Plus concrètement, les membres de l'expédition devront réaliser un profil sismique de la partie supérieure des sédiments, détailler leur structure stratigraphique et rechercher des points de stationnement intéressants pour procéder aux études paléoocéanologiques prévues. Ce travail se fera notamment en prélevant des colonnes de sédiments de 5 à 12 m, à des profondeurs de 500 à 3 000 m, à partir de ces points de stationnement. Les scientifiques procèderont aussi à des études océanographiques et hydrochimiques en prélevant des échantillons d'eau à des profondeurs diverses afin de mettre en évidence la structure actuelle de la couche d'eau et de sa dynamique.

Les chercheurs espèrent que cette expédition débouchera sur de réelles découvertes, car jamais de telles études n'ont été menées dans cette région. Toutefois, il faudra attendre plusieurs mois après la fin de l'expédition pour que l'ensemble des échantillons soient analysés et des conclusions tirées.

Cette expédition prend évidemment toute son importance dans le cadre des études qui sont conduites aujourd'hui sur les changements climatiques. L'étude de l'évolution du climat par le passé aidera les scientifiques à mieux comprendre à quoi sont dus les changements climatiques actuels et, peut-être, à mieux prévoir ceux qui pourront survenir.

L'expédition est placée, côté russe, sous la direction du docteur ès sciences Sergueï Gorbarenko, directeur du Laboratoire de paléoocéanologie de l'Institut océanographique du Pacifique dépendant de la SEO ASR et, côté chinois, sous celle de Xi Suefa, de l'Institut d'océanographie N°1 de la Direction étatique d'étude de l'océan de la RPC.

Cette initiative est organisée dans le cadre d'un accord de coopération bilatérale sur l'étude de l'Océan mondial signé en 2004. Un premier symposium océanologique s'était déroulé l'an dernier, et la première expédition conjointe a donc pris la mer en 2010. D'autres expéditions du même type devraient être organisées, notamment dans la mer de Béring.

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