Filtre à particules/ base lunaire/ tigre de Sibérie/ nez électronique
Un superfiltre pour le kérosène
Des chercheurs de Moscou ont élaboré et breveté des éléments filtrants chimiquement stables et très efficaces dotés de pores de taille micro-ou nanométrique. Leur capacité élevée de filtrage de l'essence, du kérosène et autres produits pétroliers leur permet de retenir non seulement les impuretés, mais aussi l'eau, rapporte le site informnauka.ru.
Ces travaux ont été conduits par des chercheurs de l'Institut de technologie chimique et d'électrochimie de l'Académie russe des sciences de Moscou, sous la direction du professeur Viktor Lomovskoï. Les filtres conçus par son équipe permettent de purifier les produits pétroliers les plus divers, ainsi que les solvants et les huiles, de les débarrasser non seulement des impuretés, mais aussi des particules d'eau. Ces filtres ont pour principale particularité d'avoir des pores de taille variable: il est possible de modifier leur diamètre dans des limites extrêmement importantes, déterminées à l'avance.
Le matériau des filtres est fait d'un polymère basé sur ce que l'on appelle un polyvinyle formal, dont les molécules, semblables à de longues chaînes, sont constituées de trois types de maillons - acétates, vinylacétates et vinylalcools. Des noms qui ne sont guère évocateurs, mais il faut savoir que les propriétés du polymère dépendent justement, dans une mesure considérable, de la corrélation entre ces trois types de maillon. C'est en "jouant" sur cela que les chercheurs ont élaboré une méthode de synthèse de ce polymère qui, premièrement, absorbe efficacement l'humidité et, en second lieu, ne se dissout pas dans l'essence, le kérosène, les huiles et autres liquides organiques.
Les concepteurs sont parvenus, par ailleurs, à "coudre" ensemble les macromolécules du polymère de telle sorte qu'elles finissent par former des réseaux tridimensionnels, dans lesquels les "cellules" changent de taille, passant du micromètre au nanomètre.
Sur la base de ce matériau, les chercheurs ont élaboré une technologie permettant d'obtenir un "mandrin" filtrant d'une porosité variable. Il peut en principe avoir n'importe quelle forme, car on peut verser (créer) une préparation de n'importe quelle configuration, et ensuite "coudre" les molécules du polymère de telle sorte que la dimension des pores et leur répartition dans le corps de l'instrument répondent aux exigences de telle ou telle tâche concrète. L'essentiel est qu'il s'opère une modification régulière de la porosité du matériau. Jusqu'à présent, les filtres de ce type étaient réalisés à partir de plusieurs couches de matériaux d'une porosité différente. Et à la frontière de ces couches, là où la porosité se modifiait brusquement, la résistance hydraulique augmentait brusquement. De ce fait, l'efficacité du filtre chutait elle aussi brusquement. De plus, il était difficile de régénérer ces filtres (de débarrasser les pores des impuretés accumulées). Avec ce nouveau filtre, ces problèmes disparaissent.
La forme de mandrin la plus répandue est un gros tube, fait d'un matériau filtrant. Sa porosité augmente régulièrement au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'axe central. Avec la pression, le liquide passe de l'extérieur à l'intérieur du tube. En chemin, il traverse les pores du matériau. Il est très important que sa structure soit de nature poreuse ouverte, autrement dit que le liquide traverse la couche de polymère de part en part. Plus les particules sont grosses, et plus le filtrage est réalisé vite. En connaissant approximativement les propriétés de la substance que l'on doit filtrer, on peut choisir la taille des pores et la porosité générale, de manière à "attraper" toutes les particules inutiles, ainsi que toutes les particules d'eau.
Le nettoyage du filtre ne pose guère de problèmes. Il suffit d'ajouter à de l'eau certains agents tensioactifs, et toutes les impuretés sont nettoyées. Le filtre peut alors être de nouveau utilisé.
Ces filtres d'un nouveau type peuvent en principe trouver de très larges applications. Ils se distinguent en effet par une porosité, une résistance mécanique et une stabilité chimique élevées, leur aptitude à être régénérés de nombreuses fois, leur bonne capacité de filtrage et leur résistance hydraulique très faible.
Propositions pour une base industrielle lunaire
Les chercheurs du Centre Keldych sont en train d'élaborer les technologies nécessaires à la création d'une base industrielle russe sur la Lune, rapporte le site inauka.ru, citant Interfax-AVN.
Le directeur du Centre de recherches Keldych, Anatoli Koroteïev, s'est exprimé sur cette question lors des 32èmes Lectures académiques sur la Cosmonautique, qui ont eu lieu à l'Université Technique d'Etat de Moscou Bauman. "La base industrielle lunaire, a-t-il dit, doit être située à proximité de l'équateur. Cela diminuera les dépenses pour l'acheminement du fret, et permettra également d'utiliser plus efficacement l'énergie solaire."
Les scientifiques du Centre Keldych estiment que le point central d'implantation de la base russe pourrait être l'extrémité occidentale de l'Océan des Tempêtes (Oceanus Procellarum, une mare lunaire située à l'Ouest de sa face visible). Selon Anatoli Koroteïev, la création de cette base, qui doit avoir pour objectif d'extraire des minéraux utiles, nécessitera l'envoi sur la Lune de 700 tonnes de fret et équipements divers, ainsi qu'une équipe de six personnes.
Pour l'exploitation industrielle de notre satellite, les chercheurs du centre de recherches élaborent un "Lunakop". En se déplaçant à la surface de la Lune, cet appareil sera capable "d'absorber" des fragments du sol lunaire, un peu comme un aspirateur. Il portera ensuite ce matériau à la température requise afin d'en tirer de l'eau, de l'hydrogène et autres éléments.
L'énergie électrique nécessaire pour mener à bien ces travaux pourrait être produite à l'aide de batteries solaires de 5 mW ou d'une installation nucléaire de 100 mW. Cette seconde solution, étudiée conjointement par le Centre Keldych et Rosatom (Agence fédérale russe de l'Energie atomique) inquiète toutefois bien des scientifiques en raison de la possible pollution radioactive de notre satellite terrestre, a convenu Anatoli Koroteïev.
Le chercheur a proposé par ailleurs de transférer sur la Lune un certain nombre de produits particulièrement dangereux, et de réaliser le transport du fret entre la Lune et la Terre à l'aide de navettes solaires, selon le site novosti-kosmonavtiki.ru.
Un parc naturel pour la protection des tigres de Sibérie
Le gouvernement russe a fait, il y a quelques semaines, un beau cadeau aux défenseurs de la nature et, en particulier, aux tigres de Sibérie (*), en publiant un arrêté sur la création du Parc national d'Aniouï, le premier de ce type dans le territoire de Khabarovsk, rapporte le site informauka.ru.
Le Parc d'Aniouï est le troisième parc national créé en 2007 en Extrême-Orient russe. Il est situé dans le territoire de Khabarovsk, sur la rive droite du fleuve Amour. En forme de fer à cheval, il occupe une superficie de 429.000 hectares, en l'occurrence un énorme secteur de la région de Sikhote-Aline, l'une des moins perturbées par l'activité de l'homme. Le statut très élevé conféré à ce parc en matière de protection de la nature sera, entre autres, garant de la protection du plus septentrional groupe de tigres de l'Amour de la région de Sikhote-Aline.
"L'habitat du tigre de l'Amour occupe plus des 2/3 du territoire du nouveau parc national, commente Iouri Darman, directeur de la filiale de l'Amour du WWF. Parmi ce groupe de tigres, qui compte dans la région des Nanaïs une vingtaine d'individus, 5 à 7 tigres auront désormais un habitat protégé. De plus, ce parc jouera le rôle de corridor écologique, en reliant les animaux du bassin de l'Aniouï au reste de la zone. Il constituera un maillon de la chaîne de "l'Econet" du tigre, un réseau de territoires naturels particulièrement protégés, projet sur lequel travaille le WWF."
La question de la création d'une réserve naturelle dans le bassin de l'Aniouï avait été déjà soulevée dans les années 20 du siècle dernier par l'écrivain, scientifique et voyageur Vladimir Arséniev. A la fin des années 90, le Fonds de Khabarovsk des animaux sauvages et le WWF avaient travaillé sur un projet de parc national dans le secteur exceptionnel de Sikhote-Aline. Diverses organisations ont ensuite contribué à élaborer le document final, approuvé par le gouverneur du territoire de Khabarovsk en janvier 2001. Mais il a fallu attendre encore six années pour qu'un arrêté gouvernemental en date du 15 décembre 2007 officialise sa création.
Ce parc national, qui se distingue également par la très grande biodiversité de ses écosystèmes, constitue désormais la partie centrale de "l'Econet" du tigre en cours de création, qui s'étend vers le Nord, à travers le corridor écologique de Manominsk (34.300 hectares, créé en 2001), jusqu'au Parc naturel territorial de Gour-Khosso (123.100 hectares, créé en 2006). Les corridors écologiques de Khor-Moukhenski, Khorski et Mataïski (d'une superficie totale de 69.600 hectares, créés en 2005) devraient permettre de relier le Parc national, vers le Sud, aux réserves de Birski et Mataïski, mais les décisions sont contestées par le Parquet du territoire de Khabarovsk.
* (Le tigre de l'Amour ou de Sibérie (Panthera tigris altaica) est l'un des animaux les plus rares de notre planète. Il est menacé de disparition. On dénombre quelque 450 individus en Extrême-Orient russe - région du Primorié et territoire de Khabarovsk.)
Un nez électronique pour la sécurité alimentaire
Des chimistes de Voronej ont élaboré un "nez électronique" qui distingue facilement l'odeur des fruits et baies naturels de celle des arômes artificiels, et permet de contrôler aussi l'état de fraîcheur des produits laitiers. Les concepteurs de cet appareil comptent spécialiser leur invention dans l'analyse des produits diététiques et aliments pour bébés.
Ce sont des chercheurs de l'Académie technologique d'Etat de Voronej qui ont mis au point ce "nez électronique", sous la direction du docteur en sciences chimiques Tatiana Koutchmenko, rapporte le site informnauka.ru. Cet appareil est réellement capable de déterminer, d'après l'odeur qu'ils dégagent, si yaourts, fromages blancs et autres produits laitiers contiennent des fruits et baies naturels et/ou des adjuvants artificiels. Son système de détection très performant repose sur des capteurs piézoélectriques. Un ordinateur et un logiciel spécial lui permettent de mémoriser et reconnaître les différents arômes.
Les aliments pour bébés, de même que les produits diététiques, doivent répondre à des exigences particulièrement strictes. Or, le vieil adage selon lequel "il est normal que la qualité se paie", se heurte aux falsificateurs de tous poils qui n'hésitent pas à remplacer, totalement ou partiellement, des arômes naturels par leurs "équivalents" artificiels. Et ce, en "oubliant" naturellement d'en faire état sur les étiquettes.
L'appareil conçu par les chimistes de Voronej permet d'établir d'une manière aussi simple que rapide si un produit est naturel ou non. La partie centrale de leur "nez" est constituée de plusieurs capteurs ne présentant aucune particularité spécifique. Ils se présentent sous la forme de très fines lamelles de quartz, sur lesquelles est apposée une couche d'une substance spéciale - une couche de capteurs. La composition de cette dernière est choisie de telle manière qu'elle absorbe les molécules provenant de l'arôme à identifier. A la suite de quoi, naturellement, le poids de la lamelle comprenant ces molécules augmente. Très peu, certes, mais augmente. Puis, avec un générateur, on fait vibrer la lamelle (généralement à une fréquence de 8 à 10 MHz). Les paramètres de son oscillation vont dépendre de son poids. On obtient ainsi une sorte de "balance" capable de peser des micro-, voire des nanosubstances. Et cette "balance" permet de savoir combien de molécules de tel ou tel type sont absorbées.
Si l'on réunit plusieurs capteurs dotés de lamelles différentes, on peut en principe obtenir de ce système de capteurs qu'il détecte avec précision la présence de telle ou telle odeur. Il ne reste plus qu'à "apprendre" au système à fonctionner, autrement dit à obtenir une réaction étalon pour chaque odeur. Il sera facile, ensuite, d'identifier de manière parfaitement fiable les arômes (ou les gaz) recherchés.
Un "nez électronique" du même type permet, quant à lui, de déterminer le niveau de fraîcheur des produits laitiers. Il peut arriver que la date de péremption d'un produit laitier ne soit pas atteinte et que celui-ci, pourtant, ait "tourné". Et si l'on a un doute? Surtout s'il s'agit d'un produit destiné à de tout jeunes enfants, malades de surcroît? Le système proposé par les chercheurs de Voronej permet de lever toute ambiguïté, car il est capable, en fonction de l'odeur dégagée, d'établir le niveau de fraîcheur du produit en question. Il s'opère en effet, durant la période de conservation de tout produit laitier, une succession de transformations chimiques, qui se reflètent automatiquement sur la composition du produit, et donc sur la composition de la phase gazeuse au-dessus de lui.
Il est donc possible de concevoir - ce qui a été fait - un système de capteurs beaucoup plus sensibles que l'odorat humain. Il pourra déterminer si un produit a commencé à se détériorer, même si l'odeur qui en émane semble normale. Il ne reste plus aux industriels qu'à se saisir de cette invention des chimistes de Voronej, pour la sécurité des consommateurs que nous sommes.
