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Tchouri ou l'âge des comêtes

La mission Rosetta de l'ESA a montré que la comête « Tchouri » (67P Churyumov-Gerasimenko), sur laquelle l'atterrisseur de la sonde a fini par s'écraser, est composée à près de 40 % de molécules organiques. D'après les travaux de Jean-Loup Bertaux, du Laboratoire atmosphères, ...

Cassini, la descente finale

Une mission exceptionnelle

Cassini est un projet  d'exploration spatiale très ambitieux, avec une sonde qui aura passé près de 20 ans dans l'espace. La sonde Cassini elle-même est la première à être mise en orbite autour de Saturne, dont les missions Voyager ...

Alzheimer et l'immunité du cerveau

Qui est touché par la maladie d'Alzheimer ?

La maladie neurodégénérative d’Alzheimer est la cause la plus courante de démence, puisqu'elle serait à l’origine de près de 70% des cas. Ses premières ...

Vers un nouvel outil de génie génétique

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L'ARN, acide ribonucléique constitué principalement d'un seul brin de nucléotide, est une molécule non codante ou participant à l'expression du

Observation directe d'une exoplanète

L'instrument Sphère et ses techniques de détection

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La microfluidique pour réduire la pollution

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La microfluidique, science des fluides au niveau du micromètre, est apparue au début des années 2000. Les phénomènes mettant en jeu les fluides existent partout dans la nature, ...

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Le modèle cosmologique à l'épreuve

Une des énigmes majeures de l'astrophysique est de comprendre l'accélération de l'expansion de l'Univers. Afin de caractériser la nature de l'énergie ...

Un tamis moléculaire plus performant et vert

La purification du gaz naturel

Le gaz naturel extrait du sol a besoin que l'on élimine l'eau et le dioxyde de carbone qu'il contient, afin que seul le méthane reste présent. Dans l'optique de développer des procédés industriels plus efficaces de séparation de gaz, une équipe de chercheur·euse·s a conçu un nouveau matériau poreux, KAUST-8. De la famille des MOF (metal organic framework), extrêmement stable et facilement recyclable, il s'agit d'un matériau cristallin poreux composé d'ions métalliques d'aluminium associés à des ligands organique de type pyrazine.

Au-delà de la purification du gaz naturel, KAUST-8 peut aussi être utilisé comme un agent déshydratant. Il peut par exemple jouer un rôle de dessiccant en chimie, de déshumidificateur de l’air par absorption d’eau dans des systèmes de climatisation ou encore de protection de certaines substances contre la dégradation ou la corrosion sous l’effet de l’humidité. Ses performances de captage sélectif de l’eau, ses capacités de régénération à faible coût énergétique et son potentiel d'adaptation sont d'un intérêt majeur dans le domaine de l'énergie et de l'environnement, vers ce qui peut être qualifié de chimie verte.

Des structures poreuses qui piègent les molécules

Dans le domaine de la chimie, les matériaux poreux fonctionnent comme une éponge à l'échelle des molécules. Leur structure cristalline forme des pores de dimension nanométrique, soit une succession de canaux et de cages, qui permet d'adsorber des composés spécifiques en fonction de leur taille. L'industrie utilise généralement des zéolithes, une variété d'aluminosilicates stable chimiquement, efficace et facile d'utilisation. La régénération du matériau KAUST-8 est atteinte en chauffant à des températures beaucoup moins élevées que dans le cas des zéolithe, d'où un processus moins énergivore au cours des cycles d'utilisation.

Les simulations numériques ont prédit que KAUST-8 était capable de purifier le gaz naturel avec de meilleures performances que les zéolithes. D'un diamètre de seulement trente-six centièmes de nanomètres, les tunnels formés par les pores de KAUST-8 ne laissent pas le méthane pénétrer à l'intérieur du tamis, au contraire des molécules d'eau et de dioxyde de carbone. Par le jeu des interactions chimiques, l'eau reste piégée en se liant aux sites métalliques d'aluminium du matériau et le dioxyde de carbone en se liant aux atomes de fluor de la pyrazine. De plus, la structure et la chimie du matériau peuvent être modulées, afin de les adapter à la séparation d’autres molécules de tailles différentes comme le propane et le propylène qui joue un rôle majeur dans le domaine de la pétrochimie.

Article réalisé à partir d'un entretien avec Guillaume Maurin, chercheur au CNRS.

Publié le 5 juillet 2017

En savoir plus

Un nouveau matériau pour purifier le gaz naturel, communiqué de presse du CNRS

Comment un matériau poreux peut-il trier les gaz ?, en direct des laboratoires de l'Institut de chimie

Représentation en trois dimensions de quelques molécules, sur Sciences en ligne

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Une sonde à l’assaut d’un astéroïde
C’est parti pour une nouvelle mission spatiale. Cette fois, la Nasa veut collecter des grains de matière d'un astéroïde. La raison ? Ils pourraient nous livrer quelques secrets sur l’origine du système solaire et de la vie sur Terre.

Le 9 septembre, la sonde de la Nasa, Osiris-Rex, s’est envolée dans l’espace depuis le centre spatial Kennedy, en Floride, à bord d’une fusée Atlas 5. Sa destination ? L’astéroïde Bennu, un corps de 510 mètres de diamètre. La sonde doit se mettre en orbite en octobre 2019 autour de ce rocher céleste à peine plus grand que l’Empire State Builiding. Bennu gravite autour du Soleil et sa trajectoire croise même l’orbite terrestre, ce qui rend une collision possible avec notre monde à la fin du 22e siècle… Mais, selon l’agence spatiale américaine, le risque demeure faible avec une probabilité qu’un tel événement ne se produise estimée à 1 sur 2500.

Les scientifiques attendent de cette sonde qu’elle remplisse plusieurs missions. La plus spectaculaire -et la plus périlleuse- sera la récupération d’échantillons de l’astéroïde pour les ramener sur Terre. Pourquoi la Nasa tient à glaner des grains de matière inerte, conservée à des températures glaciales depuis la nuit des temps ? Justement parce que cette matière n’a pas été modifiée depuis la formation du système solaire, voilà 4,5 milliards d’années. Son analyse pourrait éclairer sur les conditions qui régnaient à l’époque. Surtout, « nous espérons trouver des molécules organiques sur Bennu semblables à celles qui auraient pu mener à l’émergence de la vie sur Terre », peut-on lire sur le site de la Nasa.

Pour accomplir la précieuse collecte, la précision dans la navigation sera de rigueur. Frôlant l’astéroïde, la sonde devra émettre un puissant jet d’azote qui libérera la poussière de surface dans l’espace. Les concepteurs de la mission espèrent ainsi récolter entre 60 grammes et 2 kilogrammes de matériaux. Ces grains de matière seront ensuite ramenés vers la Terre en 2023 pour être analysés dans des laboratoires de recherche.

Parmi les objectifs scientifiques de la mission figure aussi la capacité à mieux prévoir les trajectoires des géocroiseurs, ces astéroïdes dont l’orbite peut les amener près de la Terre. Un des paramètres qui agit sur leur course dans l’espace est l’effet Yarkovsky, un phénomène thermique qui exerce une poussée sous l’action du Soleil et encore mal connu. Or une pichenette peut suffire à transformer un paisible vagabond spatial en sérieuse menace pour la civilisation. Il y a 65 millions d’années, un impact de météorite avait provoqué une crise biologique marquée par l’extinction des dinosaures. De quoi inciter à mieux connaître ces astéroïdes encore trop imprévisibles.

Pour en savoir plus :

http://www.nasa.gov/content/goddard/bennus-journey

http://www.asteroidmission.org/objectives/bennu/

Crédit illustration :  NASA/Goddard/University of Arizona

Mickaël Charpentier
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