Chimie/ micro-organismes/ Arctique
Un trou dans la table de Mendeleïev bientôt comblé
Des scientifiques russes s'apprêtent à obtenir le 117e élément de la Table de Mendeleïev, rapportent différentes agences, dont RIA-Novosti.
L'Institut de recherche des réacteurs atomiques (NIIAR) de Dimitrovgrad (région d'Oulianovsk) vient d'entreprendre la réalisation d'une cible exceptionnelle, destinée à obtenir le 117ème élément de la Table de Mendeleïev, a annoncé le service de presse de la société Atomenergoprom, dont fait partie cet institut. La cible prendra ensuite la direction de l'Institut de recherches nucléaires de Doubna (région de Moscou) de l'Académie des sciences russe.
Le 117e élément devrait être obtenu au moyen d'un accélérateur de particules — le cyclotron U-400 —, au sein duquel une cible de berkélium sera bombardée par des ions de calcium. Le télescopage d'ions de berkélium et de calcium doit donner naissance à des atomes du nouvel élément.
La cible se présente sous la forme d'un disque de 140 mm de diamètre, sur lequel sont fixés 6 segments d'une feuille de titane épaisse de 1,5 mcm. Sur chaque segment doit être apposée, au moyen d'un procédé électrochimique, une couche de berkélium-249. Ce dernier provient des Etats-Unis, où quelque 25 mg ont été synthétisés en deux ans pour cette expérience dans le Laboratoire national d'Oak Ridge (Tennessee). Le berkélium est le 92ème élément de la Table de Mendeleïev
Le 117ème élément lui-même doit donc voir le jour à Doubna, dans le Laboratoire Flerov de l'Institut de recherche nucléaire, où ont déjà été obtenus de nouveaux éléments superlourds des numéros atomiques allant de 113 à 116, ainsi que l'élément le plus lourd synthétisé à ce jour — le 118ème (*).
Toute la difficulté, avec le berkélium, explique Mikhaïl Riabine, de l'Union radiochimique du NIIAR, est qu'il est très délicat de contrôler sa teneur à la surface du disque. Pour ce faire, il faut fixer le californium-249, qui est un produit de la désintégration bêta du berkélium-249. Ce sont des mesures très fines, très complexes, qu'il faut effectuer avec une grande précision.
Le berkélium ayant une durée de vie limitée, la synthèse de l'élément 117 devra donc être réalisée assez rapidement: la période de demi-vie du berkélium étant de 320 jours, d'ici ce délai, il ne restera plus que 12,5 mg sur les 25 mg livrés. La pression exercée sur les chercheurs est d'autant plus importante que le berkélium est un produit très rare et très coûteux — 10 millions de dollars les 100 mg. Les 25 mg commandés par les scientifiques russes ont été acheminés avec un luxe de précautions.
Rostislav Kouznetsov, directeur du département Sources radionucléides du NIIAR, a précisé comment la cible est fabriquée. L'opération, a-t-il résumé, ressemble à l'apposition d'une décoration au chrome sur du métal. "On commence par fabriquer une solution de sel de berkélium (d'une composition spéciale) que l'on place ensuite dans une cellule électrochimique. L'une des électrodes de la cellule consiste en une feuille de titane de 1,5 mcm d'épaisseur. Elle constitue le support sur lequel est apposé le berkélium. On branche le courant et le berkélium se dépose sur la feuille." "Les conditions de cette apposition et la composition de la solution relèvent de notre savoir-faire, acquis au fil de nombreuses années de travail, poursuit le chercheur. Le berkélium n'existe pas à l'état naturel. C'est un élément artificiel. Pour travailler avec, il faut s'appuyer sur des expériences de simulations spéciales."
Evoquant les problèmes de sécurité, Rostislav Kouznetsov a noté que le niveau de radiation d'un pareil lot n'était pas très élevé, car le rayonnement du berkélium est faiblement énergétique, et l'on peut s'en protéger facilement. "Tout le travail se déroule dans des boxes protégés, en opérant à distance à l'aide d'instruments", a-t-il souligné. Le personnel ne touche évidemment jamais le berkélium, a-t-il ajouté.
"Nous avons déjà fabriqué à maintes reprises de telles cibles, a ajouté Rostislav Kouznetsov. A chaque fois, à partir de matériaux de départ différents, et chaque technologie avait ses propres particularités. La dernière fois que nous avons travaillé sur une cible destinée à Doubna, c'était en 2008, a-t-il rappelé. Le chercheur a également relevé que le laboratoire chargé de préparer la cible pour Doubna avait été le seul à relever le défi — ses concurrents en Allemagne et aux Etats-Unis ayant renoncé — quand il s'était agi de fabriquer des sources radioactives pour des équipements spatiaux américains — la sonde Pathfinder et les engins martiens Spirit et Opportunity. Ce sont ces sources qui ont permis d'étudier la composition du sol martien.
(*) Les éléments superlourds ne se rencontrent pas dans la nature. Ils sont obtenus artificiellement, sur des accélérateurs de particules élémentaires. Le 112ème élément, le plus lourd de ceux officiellement reconnus par l'Union chimique internationale, a été découvert en 1996 par des chercheurs allemands et appelé copernicium. Les éléments 113-116, ainsi que le 118, sont des éléments transuraniens. Leur existence, mise au jour à Doubna, n'a toutefois pas été reconnue officiellement pour l'instant. La découverte expérimentale de l'élément 117 viendra compléter cette série.
Des peptides à la place des antibiotiques
Des bactéries qui résistent à tous les antibiotiques, même les plus récents, peuvent être combattues à l'aide d'un moyen existant depuis des millions d'années, rapporte le site strf.ru.
Des spécialistes de l'Institut des protéines de l'Académie des sciences russe et de la Faculté de chimie de l'Université d'Etat de Krasnoïarsk ont synthétisé des peptides ramifiés qui possèdent des propriétés antimicrobiennes. Les chercheurs pensent qu'à l'avenir ces peptides pourront remplacer les antibiotiques.
Ces dernières années, la résistance aux antibiotiques des microbes générateurs d'affections s'est renforcée, ce qui n'est pas sans créer de gros problèmes. On a vu apparaître des bactéries contre lesquelles les pénicillines, tétracyclines et autres sulfamides demeurent inopérants. Dans le même temps, il existe dans la nature des peptides antimicrobiens qui, depuis des millions et des millions d'années, protègent à merveille végétaux et animaux.
On connaît plusieurs centaines de ces peptides. Ils tuent les bactéries de manière rapide et efficace, si bien que les agents pathogènes ne peuvent devenir résistants à ces peptides. L'action des peptides antimicrobiens repose sur la différence de structure des membranes cellulaires des bactéries et des organismes supérieurs. La face extérieure des cellules bactériennes contient des groupes de phospholipides chargés négativement, avec lesquels interagissent les peptides antimicrobiens, qui ne sont pas toxiques pour les cellules de l'homme et de l'animal.
A la différence des antibiotiques, qui influent sur les différentes étapes du métabolisme des diverses bactéries, les peptides antimicrobiens agissent sur les membranes bactériennes. C'est la raison pour laquelle ils constituent un moyen d'action universel.
Après avoir analysé les chaînes des acides aminés de différents peptides antibactériens, les chercheurs russes ont découvert certaines régularités de leur structure. On rencontre fréquemment des fragments (des tétrapeptides) composés de deux acides aminés chargés positivement, entre lesquels se trouvent un ou deux acides aminés hydrophobes. Ces fragments constituent les principales unités structurelles des peptides naturels antimicrobiens. Les tétrapeptides ne sont pas actifs de par eux-mêmes, mais sur leur base on peut obtenir des combinaisons antimicrobiennes aussi bien linéaires que ramifiées.
Les chercheurs ont synthétisé plusieurs chaînes ramifiées et ont testé leur activité antimicrobienne sur des cellules d'un bacille de l'intestin. Il s'est avéré que leur activité croît avec l'augmentation de la ramification des peptides. Et les peptides les plus ramifiés qui ont pu être synthétisés n'ont pas une activité inférieure à des peptides antimicrobiens naturels tels que la temporine, fabriquée par les cellules de la peau de la grenouille verte, ou la magaïnine, obtenue à partir de la peau du xénope (sorte de petite grenouille d'Afrique australe). Il est à noter qu'aucune des préparations synthétisées n'a provoqué d'hémolyse des érythrocytes, autrement dit de destruction des globules rouges, ce qui est particulièrement important dans la perspective d'une éventuelle utilisation médicale.
Drones et sous-marins de poche pour l'Arctique
Les scientifiques russes disposeront bientôt de nouveaux moyens d'investigation dans la région de l'Arctique tant en surface que dans les profondeurs marines, grâce à de nouveaux drones et sous-marins de poche russes, rapporte le site nkj.ru.
Des drones du type Dozor vont bientôt enrichir l'arsenal de moyens dont disposent les scientifiques se trouvant sur la station dérivante Severny Polius (Pôle Nord), pour observer les glaces de l'Arctique, tandis qu'un nouveau sous-marin de poche, du type Konsul, utilisable lui aussi dans l'Arctique, verra bientôt le jour. Ces deux appareils ont été présentés (le sous-marin sous forme de maquettes) lors du 4e Salon naval international qui s'est tenu cet été à Saint-Pétersbourg.
Le drone Dozor a été créé par la société Tranzas, de Saint-Pétersbourg. Son président, Nikolaï Lebedev, a indiqué que les calculs préliminaires et les consultations avec les personnels des services du Rosguidromet (Services météorologiques russes) avaient confirmé qu'il serait possible d'utiliser ces appareils dans les conditions des latitudes élevées de l'océan Glacial Arctique.
Le rayon d'action de ces drones est de 900 km, leur vitesse de 120 à 130 km/h. Leurs possibilités d'utilisation sont multiples, pouvant aller des applications militaires à la prise de clichés de gazoducs. La capacité de "vision" de ces appareils permettra aux scientifiques de la station Pôle Nord, grâce aux clichés vidéo qui leur seront transmis, de suivre l'état des champs de glace dans un rayon de 100 km autour du drone ; il leur sera donc possible d'établir des prévisions opérationnelles, de corriger les cartes de la couverture glaciaire. Les Dozor seront équipés de manière à pouvoir être exploités durant la nuit polaire. Les scientifiques du Rosguidromet ont souligné que leurs collègues ont élaboré, sur la station dérivante, une méthodologie spéciale d'observation des glaces à l'aide de ces drones. Ils ont résolu les problèmes de réception des signaux vidéo qui subsistaient jusqu'alors.
Des maquettes du nouveau sous-marin de poche russe, de type Konsul, destiné aux explorations en eaux profondes, ont donc été présentées lors de ce salon. Ces engins seront capables de travailler jusqu'à 6.000 m sous l'eau. Ils seront dirigés par deux hommes d'équipage et pourront observer le monde sous-marin, réaliser des clichés et des vidéos, effectuer des opérations à l'aide d'un bras manipulateur mécanique. Ils seront dotés de trois hublots à l'avant. La plongée, la durée des travaux et la remontée à la surface s'étaleront sur une dizaine d'heures. La vitesse de déplacement des appareils sera de trois noeuds.
Vladimir Pialov, directeur du Bureau maritime de constructions mécaniques Malachite, de Saint-Pétersbourg, où a été conçu ce sous-marin de poche, a indiqué que les Chantiers navals de l'Amirauté achevaient la construction du premier Konsul. Il subira toute une batterie de tests, d'abord dans la Baltique, puis dans l'Atlantique, du côté des Açores. Dans cette région sont implantés des polygones de test, et des plongées à plus de 3.500 m devraient pouvoir être tentées.
