Revue des sciences mai 2014

Physique, espace, nanos

Climat, énergie, écologie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

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Une araignée du genre Marathus. Le mâle, aux couleurs chatoyantes, en pleine parade Jurgen Otto


J'ai failli ne pas publier cette revue qui est bien décevante et m'a beaucoup ennuyé. Je n'ai rien trouvé de notable dans les revues même si on peut signaler un article p64 de La Recherche sur les erreurs du couple Rogoff-Reinhart ayant inspiré les politiques de rigueur au nom d'une fausse statistique assurant que la dette publique ne devait pas excéder 90% du PIB. J'ai appris aussi dans Pour la Science, p62, l'étonnante diversité des spermatozoïdes et, p28, que l'électron pouvait se retrouver au centre du noyau. Pour le reste, rien de bien neuf, après il est vrai des mois plein d'étonnements.

Technology Review a sélectionné les 10 technologies révolutionnaires de 2014 qui seraient : l'édition de gènes, les drones agricoles, les imprimantes 3D multi-matières, les smartphones sécurisés (qui seront utilisés par les terroristes !) et les programmes collaboratifs mobiles, la cartographie du cerveau et les puces neuromorphiques (les 2 ayant encore à faire leurs preuves), la réalité virtuelle immersive, les robots agiles, les smart grids pour les énergies renouvelables. Seuls les 3 premiers me semblent vraiment importants et assez avancés.

- Economie et social

Permalien de l'image intégrée

La courbe ci-dessus croise les dépenses de santé par personne avec l'espérance de vie pour prédire la faillite des systèmes de retraites. Par ailleurs, le vieillissement de la population profiterait aux transports en commun...

prénom dominant par année et région

Du côté des jeunes talents, par contre, des algorithmes prédictifs permettent, en contrepartie d'un pourcentage de revenus futurs (de 7 à 10%),  de miser des sommes importantes sur de nouveaux diplômés afin de les aider à faire ce à quoi ils sont destinés au lieu de faire un travail alimentaire. "Beaucoup de talentueux diplômés d'université acceptent des postes qui ne les intéressent pas plutôt que de suivre leur véritable passion". Le modèle indique qu'un diplôme lié aux sciences informatiques maximise le salaire de départ, tandis qu'une double compétence incluant l'économie optimise les revenus de milieu de carrière.

Comme on ne voit pas la fin du pétrole, qui pourrait même être produit avec du soleil et de l'eau (de mer), la géoingénierie est prise de plus en plus au sérieux. On s'attend aussi à un boom des mini centrales nucléaires et peut-être de villes flottantes ? Pour l'instant, le rachat d'Alstom par General Electric viserait surtout la construction de centrales à gaz en Europe (en plus de recycler ses liquidités qui seraient taxées par le fisc américain s'ils les rapatriaient).

- Sciences

La méthode d'édition de gènes CRISPR, dont on avait vu toute la puissance, déjà appliquée à des macaques et ouvrant à l'homme génétiquement modifié, vient d'être brevetée par le MIT. La création de primates avec des mutations intentionnelles est d'ailleurs engagée pour étudier les maladies neurologiques - ce qui pourrait aboutir aussi à des primates humanisés ? La question se pose d'autant plus que, paraît-il, autisme et schizophrénie auraient été inconnus de Neandertal, peut-être liés à notre humanité (à une production excessive de neurones) ? Par ailleurs, des millions de moustiques OGM vont être commercialisés au Brésil pour lutter contre la dengue (Voir aussi Sciences et Avenir). Dans les joyeusetés de la génétique, on pourrait même avoir une sorte de preview avant conception des enfants résultants de l'ADN d'une femme et d'un homme pour choisir son partenaire (voir aussi Sciences et Avenir) !

L'essentiel des nouvelles du mois concerne la santé, notamment une médecine régénératrice qui arrive à maturation (des cellules souches ayant été obtenues à partir de la peau d'un homme de 75 ans, ayant permis de produire du sang artificiel et même un vagin complet et fonctionnel). Justement, l'étude d'une femme de 115 ans montrerait que la durée de vie est limitée par le nombre de cellules souches de départ. On aurait aussi compris les conséquences neurologiques de la dépression (et comment les empêcher). Il faut signaler que le bisphénol A serait encore plus nocif qu'on le pensait, provoquant des maladies métaboliques comme l'obésité ou le diabète. A part ça, contrairement à ce que je pensais, le métabolisme aurait pu précéder les cellules et l'ARN, milieu où sa réplication était facilitée et engageant ainsi l'évolution darwinienne. On a compris aussi comment fonctionnait la transmission épigénétique par l'intermédiare d'ARNm (modifiant la méthylation sans modifier les gènes). Plus inquiétant, on arrive à contrôler un cafard avec des nanorobots en ADN produisant telle ou telle protéine (ayant une action précise sur son comportement).

- Numérique

Dans ce nouveau projet, Google explique que "les satellites atmosphériques peuvent aider à apporter Internet à des millions de personnes". (Photo : Reuters)Google a acheté le constructeur de drones solaires Titan Aerospace (après d'autres investissements dans la robotique) dans le but rendre internet accessible dans les endroits les plus reculés de la planète (voir aussi Singularity Hub). Quelques semaines plus tôt, Facebook avait annoncé un projet de construire des satellites et drones solaires dans le même but tout comme le Project Loon que Google avait déjà inauguré l'an passé et constitué d'un petit réseau expérimental de trente ballons stratosphériques mais qui semble mois fiable. Une solution serait des drones qui se rechargent directement sur les lignes électriques ! Certains prétendent que si Google investit tous azimuts, ce serait parce que son coeur de métier, la publicité, ne progresse plus. En tout cas, les hôpitaux 2.0 sont à la pointe des objets connectés et devraient être parmi les premiers utilisateurs des Google glass pour un accès rapide aux dossiers des patients (à partir de QR codes inscrits sur les portes des chambres des patients). La montre connectée d'Apple devrait également être principalement dédiée aux applications médicales. Cette informatisation des hôpitaux devrait réduire le personnel. De même, dans la grande distribution, les vendeurs devraient être remplacés par des robots d'ici 5 ans. Plus généralement, on peut s'attendre à ce que le numérique accélère l'externalisation. Cependant, on a appris que Toyota remplace des robots par des humains (il n'y a donc pas vraiment d'obsolescence de l'homme même si la robotisation actuelle devrait aggraver le chômage à court terme) :

Pour Toyota, l’automatisation fait disparaître la qualification des employés. Si les robots savent faire rapidement des choses à faible coût, les hommes apportent une compréhension des processus de conception, de la cohérence et de la qualité. Pour Toyota, la course à la réduction des hommes abouti au développement de procédés moins efficaces. Seuls des employés au fait des processus pourront permettre d’améliorer les machines.

L'intelligence artificielle rivalise cependant de plus en plus avec les humains. Il y a ainsi un algorithme de reconnaissance faciale qui surpasse les humains (mais exige trop de temps et de ressources). Un autre programme de reconnaissance faciale aurait même formellement identifié Rimbaud sur une photo controversée. Par ailleurs, les voix de synthèse apprennent les intonations, devenant plus naturelles.

Sinon, Nokia teste la cryptographie quantique avec des mobiles (sauf que les mobiles doivent être connectés à une fibre optique, la cryptographie étant faite au niveau du serveur) et Dropbox intègre l'internet des objets, permettant de transférer en un clic les données d'objets communicants vers son appareil. Le plus extraordinaire, c'est d'arriver à contrôler des exosquelettes par la pensée et un simple casque d'Electro-EncéphaloGramme !

creepy



Brèves et liens


Physique


cosmologie, physique quantique, nanotechnologies

- Une théorie des trous de vers et de la matière noire

Manuel Hohmann de l'Université de Tartu en Estonie a travaillé sur une alternative appelée la gravité multimétrique, ce qui implique des copies du modèle standard de la physique des particules qui ont chacune des propriétés légèrement différentes.

Les particules à l'intérieur d'une copie permet d'interagir les uns avec les autres, comme d'habitude pour construire la matière. Mais celles de différentes copies ne feraient qu'interagir par gravité, un peu comme la matière noire, la substance invisible supposée faire environ 80 pour cent de toute la matière dans l'univers. La différence est que deux particules constituées de différents types de matière multimétrique devraient se repousser plutôt que s'attirer l'une l'autre.

Les galaxies constituées de matière sombre multimétrique pourraient exister dans les énormes vides cosmiques entre galaxies ordinaires. Ces structures devraient repousser nos galaxies et donc pourraient contribuer à ce que nous percevons comme l'énergie sombre.

La théorie peut aussi générer des trous de ver. La plupart des processus capables de faire des trous de ver stables nécessitent une matière d'énergie négative - quelque chose que nous n'avons jamais vu. Mais si un trou de ver est construit avec des quantités égales de matière normale et repoussante, cela pourrait le maintenir ouvert.

Pour construire un tel trou de ver, des civilisations de types de matière différentes devraient coopérer entre elles, ne pouvant communiquer que via des ondes gravitationnelles.

On a détecté de la matière noire dans les vides cosmiques par leur effet gravitationnel, ce qui semble contredire cette théorie ?

- Le sol (volcanique) de Mars permettrait d'y faire pousser des plantes

Le site de Rocknest photographié en 2012 par Curiosity. Les analyses chimiques du sol martien par le rover sont venues compléter les leçons que l'on avait déjà tirées des analyses des missions Viking. Le sol martien ressemble étonnamment à certains sols volcaniques que l'on trouve à Hawaï. Il est donc possible de reconstituer celui de Mars. © Nasa

Wamelink a conduit des tests pendant 50 jours avec 14 variétés de plantes dans ce sol martien artificiel. « Je m'attendais à ce que le processus de germination s’effectue sans problème, mais je pensais que les plantes mourraient en raison d'un manque de nutriments » explique le chercheur. Cependant, l'analyse du sol martien avait montré qu’il contient plus de nutriments que prévu. En plus du phosphore et des oxydes de fer, on y trouve de l'azote, un nutriment essentiel pour les plantes. La croissance des plantes n’a finalement pas posé de problème et certaines ont même fleuri.

- Une théorie de la tectonique des plaques

Selon ce modèle, la lithosphère se fragilise par interaction avec la convection du manteau, c'est-à-dire les mouvements très lents des roches constituant l'asthénosphère. Les mouvements descendants de l'asthénosphère étirent les roches de la lithosphère sus-jacente. Sous l'effet de cette déformation, la taille des grains composant les minéraux des roches diminue... ce qui rend ces grains encore plus déformables. Ainsi nait une zone de fragilité. Les mouvements de convection se déplacent dans le manteau au cours du temps, créant de nouvelles zones de faiblesse. Cependant, les zones fragilisées qui ne sont plus soumises à déformation ont tendance à "cicatriser", car les minéraux grossissent lorsque la déformation cesse.

D'après ce modèle, en raison de la température modérée de la Terre et de la présence de minéraux différents, qui gênent mutuellement leur croissance, la "cicatrisation" de la lithosphère prend bien plus de temps (1 milliard d'années) que sa fragilisation (10 millions d'années). Ainsi, les changements de la convection mantellique ont été assez lents pour endommager localement la lithosphère, mais assez rapides pour qu'elle ne puisse cicatriser complètement, accumulant ainsi assez de zones de faiblesse pour se découper en plaques.

Voir aussi Futura-Sciences.

A single crystal of lithium-iron nitride. Scientists  at Ames Laboratory observed magnetic properties in iron-ions in these lithium-iron nitrides that are typically associated with rare-earth elements.- Transformer le fer en terre rare

Lorsque l'atome de fer est placé entre les deux atomes d'azote, il a notamment les propriétés magnétiques des terres rares utilisées dans les éoliennes.

- Production de masse du graphène monocouche

Des chercheurs de Samsung ont collaboré avec l’université sud-coréenne Sungkyunkwan (Séoul) pour mettre au point une méthode de fabrication du graphène en monocristal qui permet d’envisager la production de masse de grandes surfaces sans altérer les propriétés de ce matériau. Une avancée très importante qui ouvre la voie à l’usage du graphène pour fabriquer des écrans flexibles des objets connectés et, à terme, peut-être remplacer le silicium.

Ceci dit, on pourrait fabriquer simplement du graphène dans sa cuisine avec un mixer et du savon ! Cela pourrait même servir à la production de masse (voir aussi slate et Futura-Sciences).

- Des nanolasers à base de plasmons

Soumis à un rayonnement, un nanotube de carbone et un feuillet de graphène deviennent le lieu de l'apparition d'un effet spaser (surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation). On peut se représenter le dispositif comme une sorte de nanolaser, à la différence près que les particules circulant dans le feuillet de graphène ne sont pas des photons mais des plasmons.

Le premier spaser (surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation) a vu le jour en 2009, utilisant des quanta d’énergie d’ondes de densité d’électrons libres dans un métal. Il est l’une des découvertes entraînées par un domaine de recherche très actif et prometteur en ce début du XXIe siècle : la plasmonique.

On pourrait utiliser les plasmons dans l'informatique quantique.

- Un nouveau composant semi-conducteur meilleur que le graphène

A diagram of the molecular structure of the new material shows how it naturally forms a hexagonal lattice structure, and its 2-D layers naturally arrange themselves so that the openings in the hexagons are all perfectly aligned. Image courtesy of the researchersLe graphène n'est pas un semi-conducteur au contraire de ce nouveau composant Ni3(HITP)2 qui est aussi monocouche et peut s'auto-assembler.

Cependant le graphène peut aussi se comporter comme un semi-conducteur lorsqu'on applique un champ électrique à 3 couches de graphènes, modifiant leur structure cristalline (mais il y faut pour l'instant un microscope à effet tunnel).


- Synchroniser les spins magnétiques pour des nano-antennes

Stacked nanoscale magnetic vortices (blue and green discs) separated by an extremely thin layer of copper can be driven to oscillate in unison, potentially producing a powerful signal that could be put to work in a new generation of cell phones, computers and other applications. This illustration shows an array of such stacked vortices, each measuring a few hundred nanometers in diameter.

- Des nanoparticules qui signalent et réparent rouille et fissures

Ces micro-billes, détecteurs intelligents de corrosion, ressemblent à une poudre blanchâtre qui peut être mélangée à des revêtements utilisés pour protéger les pipelines et autres infrastructures soumises à corrosion. Elles peuvent détecter et révéler la corrosion avant qu'elle ne soit visible à l'œil nu. De plus, une fois activées, elles libèrent une substance chimique qui remplit les fissures et peut être vue par fluorescence, facilitant la maintenance.

- L'oeil de poulet dans un état "hyper-uniforme désordonné"

Un matériau « hyper-uniforme désordonné » se comporterait à la fois comme un solide cristallin — où les molécules sont ordonnées selon une très grande régularité — et comme un liquide — où elles sont dans un grand état de désordre. Il combinerait ainsi des propriétés intéressantes : la capacité à transmettre la lumière avec efficacité, comme les cristaux, et la flexibilité, comme les liquides. Et un tel arrangement existe à l’état naturel, dans la rétine du poulet.

Climat


climat, énergies, écologie

- L'extinction du Permien à cause des bactéries méthanogènes

L'extinction Permien-Trias, il y a 252 millions d'années, a fait disparaître plus de 96% des espèces marines et 70% de la vie sur la terre ferme. Outre des éruptions de méga-volcans, de nombreuses autres hypothèses sont avancées pour l'expliquer dont la chute d'un astéroïde ou d'autres évènements environnementaux cataclysmiques mais des microbes producteurs de méthane seraient les vrais coupables.

Des archées appelées Methanosarcina ont connu une croissance explosive à la fin du Permien et craché des quantités prodigieuses de méthane dans l'atmosphère ce qui a radicalement modifié le climat et la chimie des océans affirment les chercheurs. Les volcans ne sont pas tout à fait innocentés selon ce nouveau scénario, ils ont tout simplement été rétrogradés au rang de complices. En effet, la brusque croissance des Methanosarcina aurait été causée par un afflux soudain de nickel, nécessaire à leur croissance, rejeté par les volcans.

"Une première injection rapide de dioxyde de carbone due au volcanisme serait suivie d'une diminution progressive" précise Gregory Fournier associé à l'étude. "Au lieu de cela, nous voyons le contraire : une augmentation continue rapide. Cela suggère une expansion microbienne avec un apport de carbone sous forme de méthane".

Voir aussi Futura-Sciences.

- Le "plan B" du climat : la géoingénierie spatiale

Création d'un bouclier entre le Soleil de la poussière de Lune pourrait être un moyen pour arrêter le changement climatique, les scientifiques ont suggéré

Surnommé «Plan B», un groupe du GIEC a examiné la possibilité de capturer le dioxyde de carbone de l'air et de réfléchir la lumière du soleil depuis l'espace.

Le document est important car il sera utilisé comme guide scientifique pour les gouvernements qui négocient un nouveau pacte mondial sur le climat, qui devrait être adopté en 2015.

Il a été proposé qu'un nuage de poussière fait à partir de la lune ou d'astéroïdes soit répandu autour de la Terre pour bloquer le rayonnement solaire.

En 2012, des scientifiques ont, en effet, suggéré la capture d'un astéroïde pour le placer au point de Lagrange - à mi-chemin entre la Terre et la Lune - où il pourrait créer un flux de poussière entourant la Terre et bloquant les rayons du soleil.

Ils ont suggéré d'utiliser 1036 Ganymède qui créerait un nuage de près de 2600 km de large.

Cependant, les scientifiques ont admis qu'une erreur de calcul pourrait entraîner la collision de Ganymed 1036 avec la Terre, ce qui mettrait fin à la civilisation humaine et à la plupart de la vie sur la planète !

Ils ont également admis qu'ils n'ont aucune idée si un nuage de poussière aurait l'effet désiré. S'il bloque trop de soleil, il pourrait faire basculer la Terre dans une nouvelle ère glaciaire.

Dans un document de 2007 Curtis Struck avait proposé que l'exploitation minière de la Lune projette un nuage de poussière pendant des décennies pour nous protéger des radiations solaires.

Il prévoyait que la quantité de poussière pourrait être calculée de telle sorte qu'elle se dissipe en cas de ralentissement du réchauffement climatique.

Des lasers suffiraient à pulvériser des roches de la Lune en poussière et 300 tonnes pourraient être ainsi répandus dans l'espace pendant 10 ans.

J'étais effrayé comme tout le monde les premières fois que j'ai entendu parler de géoingénierie, on voit qu'il y a de quoi, mais j'ai vite compris devant l'échec des conférences sur le climat qu'on ne se laisserait pas griller sur place et que donc tout serait tenté. La question n'est pas de se prendre pour Dieu, ni même que ce soit l'homme le responsable du réchauffement car ce ne serait pas très différent si on allait vers un refroidissement et qu'on n'y était pour rien. Le plus déterminant c'est simplement l'information qu'on a du dérèglement climatique et des moyens éventuels d'y faire face, ce pourquoi il me semble que les seules méthodes de géoingénierie viables sont celles qui sont réversibles et qu'on peut finement ajuster aux effets. Le mieux, bien sûr, serait de ne pas en avoir besoin en jouant sur les économies d'énergie et en passant plus rapidement et massivement aux énergies renouvelables...

- Faire la pluie avec des lasers

- Pour James Lovelock il faut arrêter de lutter contre le réchauffement et faire des villes climatisées

- Réchauffement : une révolution économique est nécessaire

- Le GIEC recommande une politique massive d’économies d’énergie

- On n'y arrivera pas sans de nouvelles technologies et sans stockage du CO2

Ni sans le gaz de schiste pour remplacer le charbon mais les fuites de gaz sont sous-estimées et devraient faire revoir leur bilan carbone.

- Stocker le CO2 dans du basalte volcanique l'intègrerait à la roche

Les scientifiques ont montré que, lorsque le dioxyde de carbone est pompé avec de l'eau dans certains types de formations souterraines, il réagit avec les roches environnantes et forme des sels minéraux susceptibles de piéger le dioxyde de carbone pendant des centaines ou des milliers d'années.

Le dioxyde de carbone se dissout rapidement dans l'eau, et dans cet état il n'a plus tendance à remonter à la surface. Une fois sous terre, l'eau de dioxyde chargé carbone réagit avec le basalte, une roche volcanique. Les chercheurs ont montré que, dans l'année, 80 pour cent de celle-ci avait réagi avec le magnésium, le calcium et le fer pour former des carbonates tels que le calcaire.

- Récupérer le méthane des vaches avec un tuyau dans leur tube digestif

- Le biocarburant à base de maïs plus polluant que l'essence

Les tiges, les feuilles et les épis de maïs après la récolte étaient jusqu'à présent considérés comme une ressource idéale pour la production d'éthanol cellulosique, un carburant plus écologique que l'essence conventionnelle.Un carburant catalogué écologique parce que produit à partir des feuilles de maïs émettrait en réalité plus de gaz à effet de serre que l’essence traditionnelle. Des chercheurs montrent qu’une grande quantité de dioxyde de carbone (CO2) serait libérée dans l'air à défaut d'être capturée dans le sol dépourvu des feuilles de la plante nécessaires au processus naturel.

Il a été constaté que l'élimination, même minime, des résidus de culture de maïs génère annuellement environ 100 grammes de CO2 par mégajoule d'énergie de biocarburant produit. Ainsi, les émissions liées à cette production de biocarburant dépasseraient de 7 % les émissions générées par l'essence classique.

- Bientôt le boom des mini centrales nucléaires
Big hopes for small nuclear <i>(Image: C. J. Burton/Corbis)</i>
En plus du projet soutenu par Bill Gates, d'autres entreprises espèrent commercialiser dans 5 ans des "batteries nano-nucléaires", notamment des réacteurs à sels fondus (WAMS) recyclant les combustibles usés des autres centrales, pouvant tenir dans un conteneur de bateau et générer 1 mégawatt de puissance.

- Des centrales nucléaires flottantes pour échapper aux tsunamis


Afin d'éviter un scénario comme Fukushima, les prochaines centrales nucléaires seront peut-être implantées en pleine mer.

Voir aussi Sciences et Avenir.



- Les oiseaux de Tchernobyl s'adaptent aux radiations

D'après cette étude contestée, leur niveau d'anti-oxydants augmenterait et les dommages de l'ADN diminuent. Il se pourrait cependant que ce soit juste une variabilité naturelle, le niveau des radiations étant désormais assez faible. Par contre, l'absence de l'homme se révèle très positif pour la faune sauvage !

- Eolien et solaire moitié prix du nucléaire

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Il y a certains parcs éoliens qui sont même trop rentables, leur électricité étant payée trop chère, les tarif devant être différenciés selon les endroits (par appel d'offres) selon la Commission de Régulation de l’Énergie (CSR).

- La priorité, c'est l'éolien et le solaire

- L'énergie thermique marine

Produite grâce à l'exploitation de la différence de température entre les eaux de surface et les eaux profondes des océans, l'énergie thermique marine est une technique particulièrement adaptée à la zone intertropicale où le gradient de température est important.

- Des hydroliennes pour protéger nos côtes

Des péninières d'énergies océanes pour protéger les littoraux et répondre aux besoins énergétiques de l'humanité

Des péninières d'énergies océanes pour protéger les littoraux et répondre aux besoins énergétiques de l'humanité

Les hydroliennes captent l’énergie des courants de marée. Grâce à un dispositif astucieux, il est possible d’augmenter considérablement leur production et de faire baisser le coût du kWh délivré. Ceci tout en fournissant une solution de protection des littoraux face aux tempêtes dont les effets sont amplifiés par la montée du niveau marin.

La houle est complètement cassée par le dispositif, ce qui limite la dégradation des dunes littorales et la submersion de terres cultivées ou habitées lors de tempêtes. L'intérêt est ainsi à la fois écologique, économique et social. Notamment lors des fortes tempêtes comme celle que l’Europe de l’ouest a connu durant l’hiver 2013-2014.


- Du pétrole avec de l'eau de mer

Fuel From Sea Concept - First Demonstrated FlightLa marine américaine a été capable grâce à des catalyseurs d’extraire de l’hydrogène et du carbone de l’eau de mer et de le recombiner pour en faire du carburant. Le processus pourrait aussi fonctionner en théorie avec de l’air, mais l’eau de mer contient 140 fois plus de dioxyde de carbone.

Le prix de revient de ce nouveau carburant est aujourd’hui estimé entre 3 et 6 dollars par gallon (3,7 litres). Cela reste économiquement non rentable. Mais compte tenu du fait que cette technologie en est à ses débuts et qu’elle sera optimisée et perfectionnée tous les espoirs sont permis.

Le bilan énergétique ne serait pas fameux, voir Futura-Sciences.

 

- Du kérosène avec du soleil et de l'eau

 

&quot;L’Europe développe le premier kérosène solaire&quot; (Enviro2b.com)

- Produire de l'éthanol avec du CO

Des scientifiques de Stanford ont créé un catalyseur à base de cuivre qui produit de grandes quantités d'éthanol à partir de gaz de monoxyde de carbone à la température ambiante sans maïs ou autres plantes.

Les scientifiques ont créé un catalyseur à base de cuivre qui est très efficace pour produire de l'éthanol et d'autres composés du carbone à partir de monoxyde de carbone et de l'eau dans une simple réaction chimique. Ils préconisent que le processus, pourrait être alimenté par des sources d'électricité renouvelables, comme l'énergie solaire et éolienne, et serait une alternative à la production de biocarburants traditionnels.

Les chercheurs envisagent un processus en deux étapes dans lequel le dioxyde de carbone est d'abord converti en monoxyde de carbone en utilisant soit des processus existants ou à plus haut rendement énergétique en cours de développement. Ensuite, le monoxyde de carbone est converti en éthanol ou d'autres composés à base de carbone par voie électrochimique.

"Les Électrodes de cuivre classiques sont constituées de nanoparticules individuelles qui sont juxtaposées l'une au-dessus de l'autre", a déclaré Kanan. "l'Oxide dérivé de cuivre, est fait de nanocristaux de cuivre qui sont tous reliés entre eux dans un réseau continu avec des jonctions bien définies. Le processus de transformation de l'oxyde de cuivre en cuivre métallique crée un réseau de nanocristaux."

- Produire des matériaux photovoltaïques avec le soleil

(Source: OSU)Ce procédé est basé sur l'utilisation d'un micro-réacteur "à flux continu" pour produire des encres de nanoparticules qui forment des cellules solaires par impression. Les approches existantes basées principalement sur les opérations par lots sont plus longues et coûteuses.

Dans ce procédé, la lumière du soleil est focalisée sur le microréacteur solaire pour chauffer rapidement, tout en permettant un contrôle précis de la température assurant la qualité du produit fini.

Dans ces expériences, les matériaux solaires ont été constitués de cuivre et de diséléniure d'indium, mais pour un coût moins élevé de matériau il pourrait aussi être possible d'utiliser un composé tel que l'étain, le zinc et lee sulfure de cuivre.

 

- Production de masse de cellules solaires organiques

Prototype de cellule solaire organique à base de petites molécules. Se passer de catalyseurs métalliques réduirait les coûts et augmenterait le développement industriel de ces cellules.Des cellules photovoltaïques bon marché, légères et facile à fabriquer : c'est la piste qu'explorent des scientifiques français, qui parviennent à synthétiser de manière simple une molécule active sans l'aide de catalyseurs métalliques. C’est une nouvelle étape vers un développement industriel.

 

- Des métamatériaux plasmoniques à haute température pour le solaire

undefinedCes nouveaux métamatériaux plasmoniques qui fonctionnent à des températures élevées pourraient radicalement améliorer les performances des cellules solaires et servir au stockage de données informatique utilisant la chaleur pour enregistrer des informations sur un disque magnétique.

En théorie l'efficacité pourrait être améliorée jusqu'à atteindre 85% avec ce thermophotovoltaïque solaire. La couche plasmonique agit comme un "convertisseur spectral intermédiaire" qui absorbe la totalité du spectre de la lumière.

 

- Un matériau thermoélectrique prometteur

La forme cristalline du séléniure d'étain conduit si mal la chaleur grâce à sa structure en treillis que c'est le matériau thermoélectrique le plus efficace connu.

On constate que les métamatériaux dont on avait parlé, optimisés pour l'isolation thermique (réduisant la conduction thermique), trouvent des équivalents "naturels".

Par ailleurs, il a été mis en évidence le rôle de la résonance des électrons dans le mécanisme thermoélectrique.

- Des molécules qui stockent la chaleur solaire

Une lampe à arc puissant est utilisé pour simuler la lumière du soleil sur un échantillon de molécules photoswitchable, entraînement des modifications structurelles au niveau moléculaire. Une partie de l'énergie de la lumière est enregistré avec chaque changement structurel. Les progrès de ces changements peut être suivi en surveillant les propriétés optiques des molécules. Image courtoisie des chercheurs
Ces molécules d'azobenzène changent de configuration sous l'effet du soleil et la restituent lorsqu'elles reviennent à leur forme initiale. Combinées à des nanotubes, leur efficacité est doublée.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un supercondensateur flexible

Un dispositif de stockage d'énergie à couche mince, vu attaché à un support polymère, conserve sa batterie et des qualités de supercondensateurs comme même après avoir fléchi de 1000 fois, selon les tests de riz Univ. Le dispositif présente un potentiel pour l'électronique flexible et portables. Image: Jeff Fitlow / riz Univ.
Ce supercondensateur flexible très prometteur à base de nickel-fluorure nanoporeux se révèle supérieur au graphène et peut se comporter comme une batterie aussi.


- Contrôler la transparence électriquementHalves of a new polymer are connected at a single point and can be rotated with respect to each other by applying electric potential.  Depending on the orientation of the halves, the new polymer either assumes or loses chirality. Polymer model is presented by Prof. Włodzimierz Kutner from the Institute of Physical Chemistry of the Polish Academy of Sciences in Warsaw. Image: IPC PAS, Grzegorz Krzyżewski

Les composants de ce polymère modifient leur configuration spatiale en fonction du potentiel électrique appliqué. À son tour, la polarisation de la lumière transmise est affectée. Le matériau peut être utilisé, par exemple, en des filtres de polarisation et des verres de fenêtre avec une transparence réglable en continu. En raison de ses propriétés mécaniques, le polymère est également parfaitement adapté à la fabrication de capteurs chimiques pour la détection sélective et la détermination des formes optiquement actives (chiraux) d'un analyte.

 

- Une maison sous la mer

Voir le diaporama des projets de Jacques Rougerie, le créateur du Sea Orbiter.

- Les cités bioniques de Vincent Callebaut

Amener la production agricole dans les cités, produire l'énergie sur place, rapprocher les résidences des lieux de travail et de commerce... Ces idées sont dans l'air pour faire vivre dans le futur des milliards de citadins. Un architecte, Vincent Callebaut, explore ces pistes depuis plusieurs années. En Asie, ses idées commencent à sortir de terre...

Lilypad, un projet pour accueillir les réfugiés climatiques. Cette ville flottante, autosuffisante, pourrait accueillir 50.000 personnes, produirait son oxygène et recyclerait ses déchets. © Vincent Callebaut Architectures, www.vincent.callebaut.org
Lilypad, un projet pour accueillir les réfugiés climatiques. Cette ville flottante, autosuffisante, pourrait accueillir 50.000 personnes, produirait son oxygène et recyclerait ses déchets.

Agora Garden, en construction à Taipei (Taïwan), est un immeuble en double hélice, avec des terrasses ouvertes sur le ciel peuvent abriter des jardins et, sur le côté opposé de la spire, des balcons. Sur le toit, une pergola abrite un verger et un toit à cellules photovoltaïques.
Agora Garden, en construction à Taipei (Taïwan).

- Des villes flottantes pour échapper aux législations nationales

PHOTOS. Ces faramineux projets de villes-flottantes
PHOTOS. Ces faramineux projets de villes-flottantes

Biologie


évolution, génétique, éthologie, anthropologie, neurologie

- Le métabolisme aurait précédé les cellules et l'ARN

The cradle of life? <i>(Image: Jeff Vanuga/Corbis)</i>il ya près de 4 milliards d'années, les eaux étaient riches en fer, ainsi que d'autres métaux, et du phosphate. Toutes ces substances pourraient faciliter des réactions chimiques comme celles observées dans les cellules. En chauffant ces substances entre 50°C et 70°C (température des sources hydrothermales) pendant 5h, on obtiendrait des processus de glycolyse et des pentoses phosphates, "réactions qui forment le noyau du métabolisme des cellules vivantes", y compris l'ATP (énergie) et les bases de l'ARN ou de l'ADN ainsi que les molécules nécessaires aux graisses et protéines. En tout, 29 des réactions chimiques du métabolisme ont été trouvées, apparemment catalysées par le fer et autres métaux présents dans les premiers sédiments océaniques.

Détecter le ribose 5-phosphate est particulièrement remarquable car c'est un précurseur de l'ARN, qui catalyse des réactions chimiques et, plus important encore, peut se répliquer.

La vie n'a pu se former qu'à partir de l'ARN dans une cellule pourvue de membrane mais cela montre que tous les éléments étaient là et que, d'une certaine façon, elle était inévitable...

- Le methanethiol marqueur de la vie

En fait l'hypothèse de départ était que le méthanéthiol aurait été à l'origine de la vie dans les sources hydrothermales mais comme on n'en trouve pas (très peu) même lorsqu'il y a beaucoup d'hydrogène, la conclusion est que le méthanéthiol serait seulement un produit de la dégradation du vivant et donc un marqueur facile de la vie.

- Transfert de gènes entre chenilles par virus interposé

Résultat: non seulement les gènes "sauteurs" des papillons ont été identifiés dans le génome du baculovirus, mais la fréquence à laquelle on les retrouve est loin d'être anecdotique, puisqu'un virus sur 8500 les possède. "Dans la nature, les chenilles s'infectent en ingérant des dizaines de milliers de particules virales collées sur les végétaux qu'elles consomment. La possibilité qu'elles ingèrent des gènes d'un papillon tué par le virus est donc non négligeable".

- Des poux dont la femelle un pénis

The lady bug's man-bits <i>(Image: Current Biology, Yoshizawa et al.)</i>Contrairement aux pénis classiques, la gynosome n'émet aucune substance. Au lieu de cela, il agit comme un aspirateur, aspirant le sperme du mâle de sorte que la femelle puisse l'utiliser pour féconder ses œufs. La copulation peut durer jusqu'à 70 heures, non-stop.

Ils disent que le mâle a comme un vagin sauf que ce n'est qu'une réserve de spermatozoïdes et de nutriments. Parmi les curiosités, il y a aussi des souris femelles XY (voir aussi Futura-Sciences) !

 

- Un mille-pattes éventre le serpent qui l'a avalé

The horn-nosed viper which had died when the huge centipede clawed its way out of the predator’s stomach
Ils y sont restés tous les deux...


- La transmission épigénétique par les ARNm

La progéniture a le même comportement de stress que les parents alors qu'elle n'y a pas été exposée. FREDERICK FLORIN / AFP

Les souris peuvent léguer les troubles du comportement causés par le stress à leur progéniture.

Le stress conduit à un déséquilibre des micro-ARN dans le sang, le cerveau et le sperme, ont découvert les chercheurs. Les pères transmettent ces informations par leur sperme.

"Nous avons pu démontrer pour la première fois que des expériences traumatisantes affectent le métabolisme et que ces changements sont héréditaires", a indiqué Isabelle Mansuy, principal auteur de l'étude, via le communiqué.

"Avec le déséquilibre des micro-ARN dans le sperme, nous avons découvert un support d'information par lequel des traumatismes peuvent être hérités". Et ce sans aucune modification directe de l'information génétique. De l'ARN issu du sperme de souris traumatisées injecté à des souris normales produit les mêmes anomalies sur leurs descendants.

Voir aussi New Scientist. On avait vu le mois dernier la transmission de caractères épigénétiques des cellules du corps par leur méthylation mais lors de la conception, ces caractères sont effacés.

- Le réseau complet du cerveau d'une souris

souris-cerveauxOn a cartographié le câblage du cerveau, ou «connectome, d'une souris, soit 75 millions de neurones.

On espère comprendre grâce à cela les modes de circulation de l'information dans le cerveau au cours des différentes activités.

Le fonctionnement du cerveau reste encore un des plus grands mystères...

 


- Autisme et Schizophrénie inconnus de Neandertal ?

Leurs résultats montrent que la méthylation chez l'homme moderne est particulièrement susceptible d'affecter les gènes ayant des liens connus avec des troubles neurologiques - ce qui suggère que l'activité de ces gènes est différente dans notre lignée que chez l'homme de Néandertal et les Denisoviens. « Nous voyons des associations avec des maladies comme la schizophrénie, l'autisme et la maladie d'Alzheimer ».

Voir aussi Futura-Sciences. Pour autant que ces études basées sur très peu d'éléments et seulement sur des os (la méthylation différant selon les organes) puissent être fiables, il y a de quoi renforcer la conviction de nos différences neurologiques et donc culturelles (le langage narratif ?) bien qu'on considère que Neandertal avait une intelligence équivalente (ce qui n'empêche pas des différences mais les Sapiens chasseurs-cueilleurs ont disparus d'Europe tout comme Neandertal!). Même si cela me paraît plus que douteux, certains attribuaient aux autistes les peinture pariétales mais on ne peut exclure l'influence de l'autisme ou d'autres maladies mentales dans le chamanisme par exemple (ce sont souvent des enfants anormaux qu'on destinait au rôle de chaman), influence qu'il ne faut pas cependant surestimer étant donnée la faiblesse des populations et de l'incidence de ces maladies.

Par ailleurs, les antidépresseurs pendant la grossesse favoriseraient l'autisme chez l'enfant et on a trouvé une relation entre la mutation d'un gène PTEN (phosphatase and tensin homolog) causant un surdéveloppement des neurones (ce que les antidépresseurs pourraient causer aussi ?), ce qui pourrait expliquer sa présence chez Sapiens ?

- La première sortie d'Afrique, il y a 130 000 ans

En particulier les aborigènes australiens viendraient de cette première migration.

- La flore intestinale des chasseurs-cueilleurs reflète leur division sexuelle

Le peuple hadza est l’un des derniers peuples africains à vivre encore de la chasse et de la cueillette. Un mode de vie qui change leur flore intestinale et qui nous poussent à revoir quelles sont les bonnes et les mauvaises bactéries commensales. © Woodlouse, Flickr, cc by sa 2.0

Ils ont noté une nette différence dans les microbiotes des hommes et des femmes hadzas. Une divergence issue de la division des tâches au sein de ce peuple nomade : les hommes sont chasseurs et se nourrissent principalement de viande et de miel. Les femmes, quant à elles, collectent les fruits ou les tubercules, qu’elles mangent en plus grande quantité. Chaque sexe doit avoir l’équipement bactérien adapté à ses besoins.

- Les faubourgs de Rome étaient plus étendus qu'on ne le croyait

British scientists have discovered a new section of the boundary wall of the river port of ancient Rome which they say proves that the city was much larger than previously estimated

- Plus il y a de gens impliqués dans la prise de décisions, plus elles sont mauvaises

Cela contredit la prétendue sagesse des foules et attire l'attention sur le fait que dans les groupes d'animaux qui servent de référence (nuées d'oiseaux, bancs de poissons) les décisions dépendent en fait d'un petit nombre d'individus.

- Je suis hyperoptimiste, mais je me soigne

Photo: flickr/gemsling

Ce serait parait-il un biais cognitif qui nous affecte tous, par exemple lorsque nous ne prenons pas en compte la possible survenue d’une maladie dans nos plans d’avenir. Il y aurait une méthode très simple pour nous ramener à plus de réalisme: il suffirait de doucher l’oreille gauche avec de l’eau froide. Cela aurait pour effet de stimuler une partie du cerveau nommée le Gyrus inférieur frontal droit, qui aurait la faculté d’inhiber ce vilain défaut !

Santé


traitements, nutrition, hygiène

- La durée de vie limitée par le nombre de cellules souches

Hendrikje van Andel-Schipper reached the ripe old age of 115 <i>(Image: Continental/AFP/Getty Images)</i>L'étude d'une femme ayant atteint 115 ans et morte d'un cancer à l'estomac  sans aucune pathologie en 2005 montre qu'elle n'avait plus que 2 cellules souches pour produire ses globules blancs, ce qui constitue une limite à la durée de vie, sauf à prélever des cellules souches à la naissance et les réinjecter quand on est vieux (mais on pourrait trouver d'autres façons d'obtenir des cllules souches régénérées).

Voir aussi Sciences et Avenir.

 

- Une protéine qui prolonge la vie (de souris)

Lorsque les cellules ou les tissus prennent de l'âge - ce qu'on appelle sénescence - ils perdent la capacité de se régénérer et de sécréter certaines protéines. L'un des marqueurs de cette sénescence est la protéine PAI-1 (inhibiteur de l'activateur du plasminogène) qui a fait l'objet de recherches depuis longtemps, à l'origine dans les maladies cardiovasculaires.

"Nous avons fait le saut intellectuel, à partir de ce qui était considéré comme un marqueur de la sénescence et du vieillissement physiologique, de nous demander si ce marqueur n'était pas au contraire l'un des pilotes des mécanismes de vieillissement".

En mélangeant à la nourriture de souris à vieillissement rapide le médicament expérimental TM5441, le résultat a été une diminution de l'activité de la protéine PAI-1, ce qui a quadruplé la durée de vie des souris qui ont gardé des organes sains et fonctionnels.

Il faut être prudent sur l'application à l'homme d'un traitement adapté à des souris génétiquement modifiées mais cela renforce du moins l'hypothèse d'un vieillissement provoqué, programmé, et non pas seulement résultat de l'usure, de l'oxydation, de l'accumulation de défauts ou de déchets.

- Le motilium peut être mortel après 60 ans

- Une aiguille robotisée élimine les caillots sanguins dans le cerveau

L'aiguille est faite d’une série de petits tubes métalliques incurvés et flexibles dirigés par un ordinateur. Vanderbilt University

Des chercheurs ont mis au point une aiguille robotisée qui devrait permettre de supprimer les caillots sanguins dans le cerveau et éviter ainsi les AVC.

L'aiguille est faite d’une série de petits tubes métalliques incurvés et flexibles dirigés par un ordinateur. L'idée est de scanner le cerveau des patients afin d'en établir la carte et de localiser le caillot. À partir de ces données, l'ordinateur est capable de tracer le chemin le plus sûr vers le caillot et de guider l'aiguille à travers la très délicate matière cérébrale.

- 40% des états végétatifs ont une activité consciente

Le PET Scan s'est révélé d'une haute sensibilité pour l'identification des patients en état de conscience minimale. GOMBERGH/SIPA

Le PET Scan, couramment utilisé pour analyser les tumeurs pourrait s'avérer très utile pour détcter des signes de conscience chez les personnes apparemment en état végétatif.

- La protéine REDD1 responsable de la dépression en atrophiant les dendrites

REDD1 provoque le rétrécissement du cerveau par inhibition de la production d'une autre protéine appelée mTORC1 qui permet la production de myéline. Des travaux antérieurs ont montré que la kétamine stimule les niveaux de mTORC1, fournissant l'explication de son effet antidépresseur.

- Les causes neurologiques de l'hyperactivité

L'étude strasbourgeoise s'intéresse au comportement de souris transgéniques présentant un défaut développemental au niveau du colliculus supérieur. Cette structure, située dans le cerveau moyen, est une plaque tournante sensorielle impliquée dans le contrôle de l'attention et de l'orientation visuelle et spatiale. Les souris étudiées sont caractérisées par une duplication des projections neuronales entre le colliculus supérieur et la rétine. Cette anomalie provoque une hyperstimulation visuelle du colliculus supérieur, dans lequel on trouve également un excès de noradrénaline. Les effets de ce neurotransmetteur, qui varient chez différentes espèces, sont encore mal connus. Cependant, ce déséquilibre en noradrénaline est associé à des changements comportementaux significatifs chez les souris porteuses de la mutation génétique. En les étudiant, les chercheurs ont observé une perte de l'inhibition: les souris hésitent par exemple moins à pénétrer dans un environnement hostile. Elles ont en fait des difficultés à prendre en compte les informations pertinentes et font preuve d'une forme d'impulsivité. Ces symptômes rappellent ceux des patients adultes souffrant d'une des formes du TDA.

Il y a quand même 80% des études sur la souris qui ne s'appliquent pas à l'homme...

Sinon, le neurofeedback serait efficace contre le déficit d'attention.

- Même un usage occasionnel du cannabis modifie le cerveau

Experts have said that cannabis is far from being a “safe” drug and no one under the age of 30 should ever use it

Fumer une fois ou deux par semaine pendant plusieurs mois suffirait à modifier de façon irréversible les zones du cerveau dédiées à l'émotion, la motivation et l'addiction, les modifications étant quand même proportionnelles aux quantités fumées. "Aucune personne de moins de 30 ans ne devrait jamais en fumer" ! Avant 15 ans, l'effet serait multiplié par 4.

C'est sûrement vrai, et il vaut mieux le savoir, bien que le côté irréversible soit sans doute exagéré et qu'on aurait des dommages équivalents avec l'alcool ou même le stress (un chagrin d'amour, etc.).

- Cannabis : de graves risques cardiovasculaires pour les jeunes

L'analyse montre que près de 2% - soit 35 participants - ont eu des complications cardiovasculaires graves. Dans ce groupe, vingt ont même eu un infarctus dont le plus jeune avait 17 ans sans antécédent cardiaque et venait juste de commencer à fumer du cannabis. Dix autres ont connu des problèmes vasculaires dans les jambes et trois, un accident vasculaire cérébral (AVC). Neuf de ces patients (25,6%) sont décédés.

- Marcher améliore la créativité

Ce n'est pas nouveau sauf que ce serait bien la marche et non pas d'aller dehors qui améliorerait la créativité. L'étude ne dit pas pourquoi mais cela pourrait être lié aux endocannabinoïdes qui sont produits à cette occasion.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un circuit génétique pour étudier les protéines mal repliées et leur agrégation

Le système Deg-On, un régulateur d'ingénierie, contrôle l'expression d'un rapporteur fluorescent. L'activation du système ubiquitine protéasome (UPS) améliore la dégradation de la régulation et conduit à une augmentation de la production de fluorescence. Tétracycline, un inducteur, peut être utilisé pour affiner le système et d'optimiser la détection des différents niveaux d'activation UPS. Image: Segatori Groupe / riz Univ.

- L'Alzheimer causé par l’inflammation chronique
Ailing bodies can harm the mind <i>(Image: Elisabeth Rull/Picture Tank)</i>
Notamment le diabète, l'athérosclérose et l'obésité, les molécules inflammatoires finissant par toucher le cerveau où les microglies produisent alors une molécule neurotoxique appelée interleukine-1 bêta et des prostaglandines, ce qui provoque une mortalité massive de neurones. Un anti-inflammatoire comme l'étanercept pourrait retarder le développement de la maladie.

Injecter dans l'hippocampe le gène de la protéine Crtc1 (CREB regulated transcription coactivor-1) rétablirait la mémoire à long terme (chez la souris).

- Réduire l'absorption du fer contre le Parkinson

Le traitement avec du défériprone (médicament utilisé pour une maladie infantile du sang) semble ne faire que ralentir la maladie mais confirme surtout le rôle d'un excès de fer dans la mort des neurones, ce qui devrait influer sur le régime au moins ?

- Un médicament qui réduit l’absorption du cuivre contre le mélanome

Cancers avec une mutation dans le gène BRAF ont besoin de cuivre pour promouvoir leur croissance, selon une étude publiée dans la revue Nature

Un gène qui accélère la différenciation cellulaire et intervient dans la plupart des mélanomes a besoin de cuivre. Un médicament développé pour une autre maladie pourrait bloquer le développement du cancer en réduisant l'absorption du cuivre.

- Imprimer en 3D des tumeurs cancéreuses
Sun's lab developed a unique process for 3-D printing a mixture of cancer cells and hydrogel that can rapidly grow tumors in the lab. After eight days, the printed mixture of cervical cancer cells and hydrogel grows into living spheroid tumors, shown here in fluorescent dye.

- La cigarette électronique pourrait favoriser les tumeurs du poumon

La cigarette électronique, venue de Chine, se vend par millions. Pourtant, on ignore encore ses éventuels dangers pour la santé. © Ibrahim Ba’him, Picasaweb, cc by sa 3.0

Si on évite le goudron et autres polluants, la nicotine a le même effet inhibiteur de la protéine réparatrice P53, ce qui favorise le cancer du poumon. La e-cigarette pourrait être interdite dans les lieux publics.

- Traiter le cancer de la prostate par ultrasons sans ablation


- Un vagin complet et fonctionnel à partir de cellules prélevées sur les patientes

Another leap for bioengineering <i>(Image: Wake Forest Institute for Regenerative Medicine)</i>Pour parvenir à créer ces organes en laboratoire, les chercheurs ont prélevé sur chacune des jeunes filles des cellules à partir de la vulve qui, elle, était intacte. Après quatre semaine les chercheurs disposaient de suffisamment de cellules musculaires et vaginales pour "fabriquer" le vagin.

Pour cela, ils les ont placées sur un moule biodégradable ayant la forme d'un vagin.

Après l’opération, elles ont retrouvé un niveau normal de désir, d’excitation, de satisfaction et étaient en mesure d’avoir des orgasmes.

 

- Des cellules souches à partir de la peau d'un homme de 75 ans
Ce schéma récapitule la méthode utilisée. Après énucléation (enucleation) de l’ovocyte (oocyte), on insère le noyau d’une cellule somatique (ici, cellule de peau adulte, fibroblast from elderly adult) dans le gamète féminin par les techniques de transfert nucléaire (SCNT). Après deux heures d’attente, les divisions cellulaires sont stimulées, jusqu’au stade blastocyste (blastocyst), à partir duquel on peut récupérer les cellules souches embryonnaires (NT-hESC), utiles pour réparer n’importe quel tissu de l’organisme.

La technique consiste à retirer le noyau d'un oeuf non fécondé et à le remplacer par le noyau d'une cellule de la peau. Un choc électrique ensuite déclenche la division des cellules jusqu'à ce qu'ils forment un « blastocyste », deuxième étape du développement d'un embryon (après la morula ne comportant que 16 cellules indifférenciées).

Voir aussi Futura-Sciences et Sciences et Avenir. La nouveauté serait d'attendre 2h avant le choc électrique mais ce qui était destiné à la régénération d'organes pourrait déboucher sur les premiers clonages humains puisqu'il suffirait d'implanter le blastocyste dans un vagin ensuite pour obtenir un clone. Le clonage pourrait aussi permettre de soigner le diabète (voir aussi Sciences et Avenir).


- La peau produite en laboratoire peut se substituer au test animal

Skin

- Premiers tests de traitement de la dégénération maculaire avec des cellules souches

- Du sang artificielDu sang artificiel fabriqué à grande échelle

A partir de cellules prélevées chez l'homme puis transformées en cellules souches induites, des globules rouges fonctionnels de type O, groupe sanguin universel, ont été obtenus.

Bien que des recherches similaires aient été menées ailleurs, c’est la première fois que quelqu’un a fabriqué du sang aux normes de qualité et de sécurité appropriées pour une transfusion sur un être humain.

Voir aussi Sciences et Avenir et Futura-Sciences.

- Une injection de cellules souches dans le coeur pour le régénérer

- Un coeur de cochon implanté à des babouins, bientôt des hommes ?

- Reconstruction du cartilage d'un nez avec ses cellules cultivées

The nose is the most common place for skin cancers other than melanoma, the most serious form of the disease, because of its exposure to sunlight

Voir Science Daily.

- Un article sur les tissus par impression 3D

- Régénération du thymus d'une souris âgée avec une protéine

Le thymus est localisé au cœur du thorax, comme le montre cette illustration.Dans un premier temps, des souris ont été génétiquement modifiées pour exprimer dans certaines conditions davantage d’une protéine nommée FOXN1, dont la synthèse diminue avec le temps et dont la chute des concentrations est associée au processus de vieillissement du thymus, notamment parce qu’elle régule les gènes clés de l’organe et donne les instructions aux cellules souches pour le reconstruire. Après avoir laissé vieillir les rongeurs, les scientifiques ont induit chez une partie de leurs cobayes la stimulation du gène correspondant, Foxn1, afin de produire la protéine associée en plus grande quantité. Puis les thymus ont été comparés avec un lot témoin.

Les souris traitées présentaient un organe deux fois plus volumineux que celui de leurs congénères âgés, mais portant la même structure et les mêmes caractéristiques génétiques que le thymus de souris jeunes. Ainsi, à l’aide d’une seule protéine, les chercheurs ont semble-t-il réussi à redonner une apparence de jeunesse à un tissu âgé.

Voir aussi Science et Avenir.

- Restaurer l'audition de personnes sourdes avec un virus

Fully functional <i>(Image: Steve Gschmeissner/SPL)</i>
Il s'agit d'injecter des virus porteurs du gène Atoh1 directement dans la cochlée des volontaires en passant une aiguille à travers un petit trou fait par laser dans le tympan. Le gène Atoh1 devrait atteindre les cellules ciblées, provoquant leur division pour former de nouvelles cellules ciliées.



- Des implants cochléaires améliorés par la thérapie génique

Les premières tentatives, menées sur des cochons d’Inde totalement sourds, ont été couronnées de succès. UNSW Australia Biological Resources Imaging Laboratory, National Imaging Facility of Australia, and UNSW Translational Neuroscience Facility

L'idée est de faire repousser les nerfs auditifs qui entourent les électrodes de l'implant.

L'approche développée par ces chercheurs australiens consiste à injecter une solution d’ADN dans la cochlée au moment de l’implantation du dispositif. Lorsque celui-ci s’active et envoie des impulsions électriques, l’ADN est alors transporté dans les cellules autour des électrodes.

"L’avantage de cette technique par rapport à celle qui utilise un virus pour véhiculer le gène modifié, c’est qu’elle favorise la repousse des cellules à l'endroit précis où passe le petit câble de l'implant cochléaire".

Voir aussi Futura-Sciences.

- Une biopile implantable qui marche avec le sucre du sang

Philippe Cinquin et Serge Cosnier ont mis au point une biopile miniature. Office Européen des Brevets

La pile, alimentée par le glucose du sang, a été testée avec succès dans un environnement vivant, permettant de produire une puissance de 1 watt par centimètre carré, "ce qui est suffisant pour alimenter un stimulateur cardiaque conventionnel".

- Du métal liquide pour reconnecter le nerf sciatique

- Bloquer la réplication du virus de la rougeole

Une fois la maladie déclenchée, il y a peu de façons de se protéger d'une infection de virus. Un composé (ERDRP-0519) serait cependant capable de bloquer l'ARN polymérase de la rougeole, une enzyme essentielle à la réplication. Il y a cependant le risque que ce traitement provoque la mutation du virus.

- Un inhibiteur de la protéase MMP-12 contre les virus

La MMP-12, ou "métalloélastase à zinc du macrophage" [1], est une protéase produite par le macrophage dans diverses situations inflammatoires.

- 1 lors de l'infection de notre organisme par un virus, les macrophages secrètent la MMP-12 dans le milieu extracellulaire;
- 2 la MMP-12 pénètre très rapidement dans le noyau des cellules infectées par le virus;
- 3 une fois dans le noyau, elle va à la fois déclencher l'expression de certains gènes et bloquer l'expression d'autres gènes.

Cette protéase a cependant deux effets antagonistes, apparemment contradictoires:
lorsqu'elle pénètre dans une cellule infectée par un virus, elle lui permet de se défendre en sécrétant l'interféron-alpha ;
dans le milieu extracellulaire, elle contrôle le niveau optimal d'interféron alpha, dégradant l'excès qui pourrait être toxique.

Les chercheurs du CEA-IBITECS ont alors utilisé un inhibiteur de la MMP-12, préalablement développé dans leur laboratoire, capable de bloquer l'action de la MMP-12 dans le milieu extracellulaire. Lors d'une infection virale, ils ont démontré que l'utilisation de cet inhibiteur permet d'atteindre un niveau optimal d'interféron et donc une meilleure réponse thérapeutique, sans effet toxique.

- Un film antivirus en nanocristaux de cellulose

- Des nanoparticules peuvent affecter l'ADN

Image: Christine Daniloff/MITNotamment les nanoparticules d'oxyde de zinc, souvent utilisées dans les écrans solaires pour bloquer les rayons ultraviolets, se révèlent endommager gravement ADN. Le nanoparticules d'argent qu'on trouve dans des jouets, du dentifrice, des vêtements et d'autres produits pour ses propriétés antimicrobiennes, produisent également des dommages substantiels à l'ADN.

- Le Tamiflu plus dangereux qu'utile

Il cause des problèmes psychiatriques, des troubles rénaux, des maux de tête, des vomissements et des nausées alors que la réduction de durée de la maladie n'est que de 16 heures !

- Intolérance au gluten : le désherbant de Monsanto en cause

Selon des tests réalisés sur des poissons d'eau douce, les deux chercheurs, assurent que "le glyphosate, le principal composé actif de l'herbicide Roundup, est le facteur le plus important de cette épidémie". "Les poissons exposés au glyphosate ont développé des problèmes digestifs qui rappellent la maladie cœliaque, due à l'inhibition d’enzymes, la perturbation de la synthèse des acides aminés aromatiques et des carences en fer, cobalt ou cuivre.


- Le bisphénol A provoquerait des maladies métaboliques comme l'obésité ou le diabète

Canettes de soda, boîtes de conserve, emballages en plastique… Le Bisphénol A est présent dans de nombreux objets du quotidien. DURAND FLORENCE/SIPA

ERRγ est un régulateur important du métabolisme et a été récemment impliqué dans le contrôle de la sécrétion d'insuline chez la souris. Dans le foie, ERRγ régule l'expression des gènes de la gluconéogenèse. Ce récepteur est également impliqué dans le métabolisme aux niveaux du cœur et des muscles squelettiques. Ainsi, par exemple, ERRγ pourrait être un acteur majeur de l'obésité induite par le BPA chez les nourrissons.

Ces travaux suggèrent qu'il faut donc réévaluer l'impact du BPA sur la santé humaine en élargissant son spectre d'action depuis les effets reproducteurs jusqu'aux effets développementaux et métaboliques. Comme l'affinité de ERRγ pour le BPA est environ 1000 fois plus forte que celle des récepteurs des œstrogènes, cela devrait également conduire à rediscuter de la dose journalière admissible de ce composé, liés aux nombreux effets détectés à des ni veaux d'exposition inférieurs à cette dose.

- Le café diminue les risques de diabète

- Une pilule coupe-faim

A pill which switches off hunger could be developed by scientists

Les coupe-faims sont d'habitude des amphétamines mais cette fois, c'est de l'acétate normalement libéré par les fibres pour réduire l'appétit. Comme l'acétate est rapidement dégradé, il faut en délivrer lentement.

- La levure de bière pour ne pas être soûlé par l'alcool

La levure sèche possède une enzyme appelée ADH. L’alcool déshydrogénase permet l’interconversion de certains alcools, et notamment l’éthanol. Concrètement, elle est capable de briser les molécules d’alcool en séparant ses éléments, le carbone, l’hydrogène et l’oxygène.

Par ailleurs, une étude prétend qu'il faudrait boire un litre de vin par jour !

 

- Des chirurgiens lui réimplantent son pénis

Une équipe de chirurgiens marocains a réussi à réimplanter un pénis à un homme de 35 ans victime d'une violente agression.

- La cicatrisation rapide avec des nanoparticules

Le principe est simple: des nanoparticules contenues dans une solution étalée sur des surfaces à coller se lient au réseau moléculaire du gel (ou du tissu), phénomène appelé adsorption, et, dans le même temps, le gel (ou le tissu) lie les particules entre elles. Ainsi, se forment d'innombrables connexions entre les deux surfaces. Le processus d'adhésion, qui ne comporte aucune réaction chimique, ne prend que quelques secondes. Dans leur dernière étude qui vient d'être publiée, les chercheurs, à l'aide d'expériences réalisées sur les rats, montrent que cette méthode appliquée in vivo a le potentiel de bouleverser la pratique clinique.

Voir aussi Sciences et Avenir.

- Un "plâtre" imprimé et des ultrasons pour accélérer la guérison de fractures

Réalisé par impression 3D, l'Osteoid doit permettre de réparer les fractures osseuses plus rapidement grâce à un système à ultrasons. adesignaward.com

Ce dispositif LIPUS (Low Intensity Pulsed Ultra Sound) qui équipe l'Osteoid est un système de consolidation des fractures par ultrasons de basse intensité à destination des fractures récentes non consolidées.

Il comporte une unité de commande  reliée par un fil à un petit émetteur d'ultrasons qui doit être placé au-dessus du site de fracture pendant 20 mn par jour. Les alvéoles qui rendent ce plâtre si léger et aéré permettront de placer les électrodes aux endroits les plus propices à la consolidation de l'os.

Les moulages imprimés seront adaptés à chaque patient. Pour cela, une série de radiographies sera réalisée.

- La dissection sur hologramme

Le projet Michigan Immersive Digital Experience Nexus (MIDEN) permet de manipuler un corps humain virtuel avec une presque totale liberté d’action. University of Michigan

Une équipe de chercheurs de l'université du Michigan a mis au point un système holographique qui permet une immersion dans le corps humain.

La technologie consiste à projeter des images dans une pièce de la forme d'un cube. Et, selon les utilisateurs, le rendu est si réaliste que les limites de la pièce sont rapidement effacées par la scène virtuelle projetée.

Le MIDEN fonctionne avec des lunettes spéciales et un joystick qui permet d’effectuer une découpe pour observer le fonctionnement des organes, de révéler les tissus musculaires ou osseux et de rapprocher ou d’éloigner le corps comme on le ferait avec un simple zoom.

- La carte des gaz radioactifs (radon)

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Un cafard avec des nanorobots en ADN qui le contrôlent en produisant des protéines

As much computing power as a Commodore 64 <i>(Image: Daly and Newton/Getty Images)</i>Les robots ADN ou robots origami car ils plient ou déplient des séquences d'ADN, délivrent les substances qu'ils contiennent quand ils se déplient et peuvent être programmés pour le faire en présence d'une molécule ciblée et même d'une combinaison précise, utilisant des opérateurs logiques (and, or, xor) comme dans la programmation normale. Cette fois, des marqueurs fluorescents ont permis de suivre le déroulement du programme...


- Une nouvelle protéine sert de switch on/off pour l'optogénétique

- Un générateur électrique à partir de la chaleur de la peau

Adieu les problèmes de batterie déchargée ? Des chercheurs sud-coréens ont développé un générateur thermoélectrique qui épouse la forme du corps. © KAIST

Ce dispositif est pour le moment expérimental. Selon les auteurs, un équipement de 10 cm sur 10 cm peut produire environ 40 milliwatts de puissance électrique lorsque la différence de température entre la peau et l’air est de 17 °C.

- Recharger son smartphone en 7mn avec des batteries en quantum dots peptidiques

Un extrait de la vidéo de présentation. StoreDot

À ce stade, la vidéo ne met en scène qu’un prototype, encore trop encombrant pour se fixer à l’intérieur du smartphone et dont la capacité ne permettrait pas de tenir une journée. Il n’en reste pas moins que cette nouvelle technologie pourrait se révéler prometteuse. C’est tout du moins ce que semble penser Samsung, qui serait actuellement en pourparlers avec la start-up.

Habituellement, les quantum dots sont synthétisés à partir de matériaux inorganiques souvent à base d’arsenic, de gallium et de sélénium. Or la société StoreDot propose pour la première fois d’utiliser des peptides - ces molécules organiques formées d’acides aminés, briques élémentaires des protéines.

Une révolution ! D’après Gil Rosenman, directeur de recherche de StoreDot, ces peptides s’assemblent spontanément pour former des quantum dots dans certaines conditions.

D’après StoreDot, les nouvelles batteries boostées aux nanoparticules biologiques pourraient tenir cinq jours au lieu d'un pour les batteries classiques. Et 7 minutes de charge suffiraient pour pouvoir utiliser votre smartphone pendant 24 heures. Sans compter que, selon Gil Rosenman, la durée de vie de la batterie serait significativement prolongée.

Voir aussi Futura-Sciences.

- Un smartphone qui se déplie en 3 écrans

Relativement basique dans son genre, le concept dont il est question ici prend la forme d’un smartphone doté de 3 écrans e-ink séparés, qui vont toutefois pouvoir interagir entre eux.

Développé par l’Human Media Lab de l’Université Queen’s (Kingston, Canada), il semble trouver une utilité toute particulière pour les applications de navigation.

- Un iPad sexuel

- Un smartphone à interface en 3D bientôt proposé par Amazon

Le prototype du futur smartphone 3D d’Amazon, selon le site Boy Genius Report. Aux coins de l’écran, quatre caméras infrarouge serviraient à suivre les mouvements de la tête et des yeux de l’utilisateur. Synchronisées avec les capteurs, elles permettraient à certains éléments de l’interface d’apparaître en relief quand l'appareil est bougé. Amazon espérerait mettre ainsi en valeur certains produits vendus sur son site. © Boy Genius Report

Ce modèle haut de gamme proposerait une interface en 3D grâce à quatre caméras infrarouge chargées de suivre les mouvements de la tête et des yeux de l'utilisateur.

Aux coins de l’écran, quatre caméras infrarouge serviraient à suivre les mouvements de la tête et des yeux de l’utilisateur. Synchronisées avec les capteurs, elles permettraient à certains éléments de l’interface d’apparaître en relief quand l'appareil est bougé.

L’écran de verrouillage comprendrait des papiers peints en relief dont la perspective changerait en fonction de l’inclinaison de l’écran. Les icônes des applications principales s’afficheraient également en 3D, de même que certains autres « éléments clés » de l’interface. Il est notamment question de l’application de cartographie, dans laquelle l’angle de vue des objets changerait selon les mouvements du téléphone.

- Des imprimantes 3D couleurs et multi-matériaux - voir aussi Technology Review

- Des meubles personnalisés à imprimer en 3D

Les différentes familles de mobilier TOG. Bientôt, les utilisateurs pourront fabriquer eux-mêmes leur mobilier puis l'imprimer en 3D. © TOG

Un collectif de designers, parmi lesquels Philippe Starck, se lance dans un projet de site dédié à l'impression 3D de mobilier. Cette plateforme, appelée TOG, devrait ouvrir plusieurs boutiques dans le monde, en complément de son site Internet, et favoriser la création de modèles personnalisés. Le premier magasin TOG devrait voir le jour à São Paulo (Brésil) au cours de l'été 2014.

- 10 petites maisons par jour imprimés en 3D

maisons 3D
Ça fait plutôt cabane...

 

- Des imprimantes 3D nanométriques

Grâce à un minuscule burin 100 000 fois plus petit qu'une pointe de rayon aiguisée, dotée d'une pointe chauffante de silicium, la firme a pu imprimer (ou plutôt graver) une reproduction de la couverture d'un magazine sur une surface de seulement 11 x 14 micromètres.

"La pointe d’une longueur de 500 nanomètres est attachée à un levier flexible qui scanne de manière contrôlée la surface du substrat, ici un polymère, avec la précision du nanomètre, ce qui correspond à un millionième de millimètre", explique IBM. "La pointe peut tailler le matériau du substrat à partir de motifs prédéfinis en y appliquant localement pression et chaleur, opérant ainsi comme une « nano-fraiseuse » ou une imprimante 3D à très haute précision".

Si l'impression d'une couverture de magazine ne présente aucun autre intérêt que ludique, la technologie promet en revanche de multiples applications industrielles très utiles, comme la réalisation de transistors à effet tunnel qui permettront la conception de processeurs ultra-rapides. La firme américaine annonce à cet égard son intention d'utiliser la technologie pour mettre au point des transistors à base de graphène, dès cette année.

[hidepost]- Constuire avec des microrobotsMicro-robots ISR

Travailleurs robotiques de Wong-Foy ont déjà prouvé sa capacité à construire des tours de 30 centimètres (deux pieds) de long à partir de tiges de carbone et d'autres plates-formes capables de soutenir un kilogramme de poids. Les robots peuvent travailler avec le verre, le métal, le bois, et les composants électroniques. Dans une démonstration, ils ont fait une structure en treillis de carbone avec des fils et des LED de couleur mélangées pour servir de l'arbre de Noël du laboratoire.

"Nous pouvons évoluer vers beaucoup plus de robots à faible coût», dit Wong-Foy, qui pense que son système pourrait évoluer vers une nouvelle approche de la fabrication. De nombreux composants électroniques sont de la bonne taille pour être manipulé par ses micro-robots, dit-il, et les équipes de leur pourrait s'avérer une bonne façon de les poser sur des circuits.

Wong-Foy’s robotic workers have already proved capable of building towers 30 centimeters (two feet) long from carbon rods, and other platforms able to support a kilogram of weight. The robots can work with glass, metal, wood, and electronic components. In one demonstration, they made a carbon truss structure with wires and colored LEDs mixed in to serve as the lab’s Christmas tree.“We can scale to many more robots at low cost,” says Wong-Foy, who thinks his system could develop into a new approach to manufacturing. Many electronic components are the right size to be handled by his microrobots, he says, and teams of them might prove a good way to lay them out onto circuit boards.

Les microworkers de l'ISR sont simples: il suffit de petites plates-formes magnétiques avec armes simples de fil sur le dessus. Ils peuvent se déplacer uniquement lorsque placé sur une surface d'un motif spécifique de circuits électriques à l'intérieur. Envoi en cours à travers les bobines exerce sous une force sur les aimants et dirige les robots autour. Wong-Foy a écrit un logiciel pour le faire, et utilisé pour chorégraphier le mouvement de plus de 1000 robots minuscules dans un modèle de circulation complexe. Cela montre qu'il devrait être possible de les faire travailler dans les grandes équipe.

Construire une structure en treillis nécessite trois types de travailleurs. On opère une sorte de distributeur cure-dent, poussant un levier pour libérer une tige de carbone cure-dent taille. Un autre robot plonge ses bras dans une cuve d'eau à mettre gouttelettes sur les extrémités de ses bras, puis utilise la tension de surface pour ramasser la tige. Un troisième robot de visite une station de colle, plongeant ses bras, puis en appliquant la colle sur la structure en cours de construction. Enfin, le robot qui a repris la tige appuie en place et attend une lumière ultraviolette pour passer à guérir la colle. Ensuite, il peut retirer de ramasser une nouvelle tige.

SRI’s microworkers are simple: just small magnetic platforms with simple wire arms on top. They can move only when placed on a surface with a specific pattern of electrical circuits inside. Sending current through the coils beneath exerts a force on the magnets and steers the robots around. Wong-Foy has written software to do that, and used it to choreograph the movement of over 1,000 tiny robots in a complex circulating pattern. That shows it should be possible to have them work in large teams, he says.

The robots’ wire arms are unable to move independently. But creating teams of robots with different types of arms makes it possible to do complex work.

Building a truss structure requires three types of workers. One operates a kind of toothpick dispenser, pushing a lever to release a toothpick-sized carbon rod. Another robot dips its arms into a water trough to put droplets on the ends of its arms, and then uses surface tension to pick up the rod. A third robot visits a glue station, dipping its arms and then applying the glue to the structure under construction. Finally, the robot that picked up the rod presses it into place and waits for an ultraviolet light to switch on to cure the glue. Then it can withdraw to pick up a new rod.

C'est une alternative aux imprimantes 3D pour le prototypage électronique.[/hidepost]

- Un drone qui recharge sa batterie sur les lignes électriques ?

C'est très loin d'être au point mais une équipe d’étudiants du Massachusetts Institute of Technology travaille depuis plusieurs années sur un projet qui permettrait à des drones de repérer des lignes électriques pour s’y poser et recharger leur batterie avant de reprendre leur vol. Le problème de l’autonomie de ces engins volants serait ainsi résolu, et l’on pourrait envisager des services utilisant un drone capable de parcourir de grandes distances en totale autonomie.

Une technologie encore en cours de développement qui pourrait bien révolutionner l’usage commercial des drones. Cependant, ce projet ambitieux est encore loin d’être finalisé. Comme le révèle la démonstration vidéo publiée par Business Insider, le drone est en mesure de détecter le champ magnétique d’une ligne électrique et de s’en approcher à quelques centimètres, mais pas encore de s’y percher.

- Obama joue au foot avec le robot japonais Asimo


- Des exosquelettes contrôlés par la pensée (EEG)

legged robot
Les progrès récents dans l'exploitation des EEG permettent d'envisager de contrôler des exosquelettes ou prothèses par la pensée sans implantation dans le système nerveux.


- Des bandes luminescentes sur les routes

Bientôt des routes luminescentes ?

C’est sur un portion d’autoroute de 500 mètres que cette peinture est actuellement en phase de test. L’idée est d’imprimer les lignes au sol bien évidemment, mais aussi de nombreuses informations, notamment relatives aux conditions météorologiques – qui n’apparaitraient que si la température tombe suffisamment bas par exemple -. En plus du seul gain de visibilité, les conducteurs seraient renseignés, en direct.

- Une voiture volante

Le concept ultime de voiture volante !
 

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3 réflexions au sujet de « Revue des sciences mai 2014 »

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