Stérilisation / Arthrophonographe/ Opales de synthèse/ RFID/ Glospace/ Hormones
Quand le plasma va à la chasse aux microbes
Un nouveau procédé de lutte contre les microorganismes pathogènes est en train de voir le jour en Russie, rapporte le site informnauka.ru. Il repose sur une installation qui génère un flux de plasma d'air froid dans des conditions de pression et de température normales. Une méthode simple, rapide et sans danger pour l'écologie.
Cette nouvelle arme destinée à éliminer les microbes, virus et autres microorganismes pathogènes est élaborée par des chercheurs de l'Institut d'ingénierie physique de Moscou, sous la direction du professeur Edouard Chkolnikov. La technique consiste à stériliser en recourant à un plasma à basse température. Le plasma, qui contient des particules chargées (des électrons et des ions) et neutres (des atomes et des molécules), ainsi que des produits actifs issus de réactions chimiques, un rayonnement ultraviolet et, dans certains cas, un rayonnement X, oxyde les microorganismes, rompt l'enveloppe des bactéries et des virus et détruit leur ADN. C'est ce qui permet de l'utiliser comme un stérilisateur universel.
En comparaison avec d'autres, cette méthode présente plusieurs avantages. Tout d'abord, la basse température permet de stériliser les matériaux thermosensibles. En second lieu, l'action sur les microbes est rapide: quelques minutes suffisent. Cela tient au fait que le plasma de décharge gazeuse contient non pas un, mais plusieurs agents de stérilisation: des particules chargées, des produits actifs issus de réactions plasmochimiques, un rayonnement ultraviolet (et parfois X). A la différence des dispositifs de stérilisation reposant sur des accélérateurs de particules, les installations de stérilisation par plasma ne présentent aucun danger radiatif, ne nécessitent pas de locaux spéciaux ni de personnels spécialement formés. Elles se distinguent par leur sûreté écologique, leur faible consommation énergétique et leur prix relativement peu élevé.
Le prototype de cette installation devrait être créé d'ici la fin de l'année. "L'objectif que nous nous sommes fixé n'a pour l'instant été atteint par aucun laboratoire au monde, je peux l'affirmer avec certitude, souligne Edouard Chkolnikov. Si nous parvenons à aller jusqu'au bout, ce sera un grand pas en avant."
Des installations sans égal garantissant l'isolement des expéditions interplanétaires et la sécurité microbiologique dans les compartiments habités des engins spatiaux pourront être créées sur la base de cet appareil. Il sera possible, à l'aide de stérilisateurs industriels, de traiter les établissements de soins, salons de coiffure, bureaux, lieux habités et tous les lieux de fréquentation élevée (cinéma, restaurants, etc.).
A l'heure actuelle, les établissements médicaux russes doivent acquérir du matériel d'importation pour procéder à des stérilisations chimiques. Ils utilisent pour ce faire une décharge de plasma d'une solution spéciale à base de peroxyde d'hydrogène, autrement dit d'eau oxygénée. La stérilisation prend une heure, l'installation pèse 350 kg et coûte 170.000 dollars. "Nous voulons réaliser un appareil meilleur marché, plus compact, et en équiper nos hôpitaux, a annoncé Edouard Chkolnikov. Notre appareil sera efficace, simple et sans danger pour le personnel médical."
Le langage de nos articulations
Un appareil original, conçu par des médecins de Barnaoul, Alexandre Tachasse et Alexandre Rakhmilevitch, permet "d'écouter les articulations" et d'établir des diagnostics pertinents à des stades précoces d'affections, rapporte le site annews.ru.
"Lorsque l'on réalise des mouvements, les articulations émettent un spectre de sons précis, explique Alexandre Tachasse. Lorsque l'on sait à quel état tel ou tel son correspond, il devient possible de poser un diagnostic."
Le médecin se rappelle avoir utilisé, dans un premier temps, un modèle primaire "d'arthrophonographe", relié à un simple microphone, qui lui permettait "d'écouter les articulations". L'enregistrement du spectre sonore était traduit sur papier par un cardiographe puis le tracé obtenu était étudié. Il fallait une valise pour transporter le matériel. Aujourd'hui, avec les nouvelles technologies, son appareil se résumé à un simple ordinateur, un câble et un micro.
Pour l'instant, cette technique ne fonctionne que pour le genou. Le micro est fixé à l'aide d'un élastique sur l'articulation du patient, et ce dernier est invité а effectuer quelques exercices sollicitant l'effort de son genou (s'accroupir, plier la jambe, etc.). Sur l'écran apparaît alors le spectre des sons. Les articulations saines émettent des sons ressemblant à... de la musique, alors que les articulations malades craquent, crépitent, "applaudissent", font des bruits de scie.
"Il arrive fréquemment qu'un traumatisme soit survenu ou que débute une affection sans que cela soit visible sur les radios, et le diagnostic est établi d'après des paramètres indirects. Notre méthode permet de parvenir à une plus grande précision. Les articulations commencent en effet à produire de "mauvais" sons avant que la maladie ne commence à s'exprimer extérieurement. Or, si le traitement ne commence pas à temps, on peut déboucher sur une arthrose déformante, explique Alexandre Tachasse."
Pour définir les "normes" de comparaison, les deux médecins ont examiné de nombreux jeunes gens, puis étudié les particularités des sons émis par les patients atteints par différentes pathologies. Ils développent actuellement un programme qui permettra d'établir lui-même les diagnostics.
Il n'existe apparemment nulle part ailleurs dans le monde des appareils semblables à celui du docteur Tachasse. Son "arthrophonographe" est d'un prix si modique et d'une facilité d'exploitation si grande que tout établissement médical doté d'un ordinateur pourrait en être équipé. Cette découverte sera prochainement présentée au VIe Congrès des médecins arthroscopistes de Moscou.
Des opales à partir de sable
Une technologie a été élaborée en Russie permettant d'obtenir des opales synthétiques de haute qualité. Sous forme de structures volumétriques, celles-ci peuvent servir d'ornements en joaillerie, et sous forme de films, de matériau pour créer des cristaux photoniques.
Ce sont des chercheurs de l'Institut de physique des corps solides de l'Académie des sciences russe, situé dans la cité scientifique de Tchernogolovka (environs de Moscou) qui ont élaboré cette technologie unique permettant d'obtenir des opales synthétiques, rapporte le site informnauka. Elle permet non seulement de synthétiser des opales et d'obtenir ainsi de très belles pièces de joaillerie, mais aussi de créer des matrices d'opale avec une nanostructure donnée, et sur cette base, des matériaux pour l'optoélectronique, les systèmes d'enregistrement magnétique et autres applications.
Cette nouvelle technologie repose sur l'obtention de billes minuscules de dioxyde de silicium, d'une taille allant de quelques dizaines à quelques milliers de nanomètres. Il s'agit de ce même dioxyde de silicium dont est composé le sable ordinaire, lequel sert par ailleurs à réaliser des briques, du verre... ou des matériaux semi-conducteurs. Leur structure repose sur une bonne alternance d'atomes de silicium et d'oxygène. Dans les nouveaux matériaux, certains atomes sont disposés, pour ainsi dire, sans système strict, formant alors du dioxyde de silicium amorphe. Les sphères amorphes, rappelons-le, ont pratiquement toutes le même diamètre et créent un assemblage compact, tout comme les atomes d'un cristal, formant un réseau cubique périodique à faces centrées.
Les scientifiques ont dû naturellement tout d'abord élaborer une méthode permettant d'obtenir des "briques" - des billes de dioxyde amorphe de silicium d'un diamètre donné. Les chimistes ont utilisé pour ce faire une technique dont le principe est bien connu - le "procédé sol-gel". Au cours de la synthèse, une solution d'un composé organosilicié est versée dans une autre solution, à partir de laquelle, sous certaines conditions et en présence d'un catalyseur, le dioxyde de silicium forme une suspension de billes.
Le tout est de parvenir à ce que les billes atteignent la taille requise, fixée d'avance, sinon il devient extrêmement difficile de les séparer en différents groupes en fonction de leur diamètre. Les chimistes y sont arrivés. En choisissant les conditions de la synthèse, ils ont appris à organiser la réaction de telle sorte que toutes les billes soient identiques - "monodispersion", pour reprendre la terminologie adoptée. De plus, ils sont capables de faire varier leur diamètre dans des proportions très importantes - de quelques dizaines à 2.000 nanomètres.
Une fois ces "briques" obtenues, il est possible de les "poser" dans des structures de quasiment toutes tailles et formes, allant des films monocouches et multicouches à des structures volumétriques d'un certain poids. Pour cela, il suffit de faire descendre les billes au fond d'un récipient sous l'effet de la pesanteur. Elles forment alors d'elles-mêmes (par autoorganisation) un assemblage compact. Cela s'explique par le fait que, premièrement, les billes sont toutes identiques et, en second lieu, que chacune est porteuse d'une légère charge négative (la même pour toutes). Ce sont ces deux forces qui conduisent à la création d'une structure compacte faites de billes à monodispersion de dioxyde de silicium amorphe. Entre elles, il existe des vides absolument identiques, de même taille, que l'on peut laisser tels quels lors du séchage et du chauffage qui suivent (on obtient alors un excellent sorbant pour la chromatographie), ou que l'on peut remplir, avec un métal, par exemple (on obtient alors un système pour un enregistrement magnétique), ou avec n'importe quel autre composant. Grâce à quoi le matériau acquiert des propriétés tout à fait exceptionnelles, extrêmement diversifiées, qui permettent de créer sur sa base toute une famille d'instruments pour l'optoélectronique.
Ainsi, une des possibilités d'utilisation de cette technologie, outre la synthèse d'opales de joaillerie, est d'obtenir des nanostructures pour lasers à rétroaction répartie. Il s'agit, en gros, de sortes de "sandwichs" plats composés de trois couches différentes. La couche inférieure est constituée d'emballages compacts de billes de dioxyde de silicium, sur lesquelles est apposée une deuxième couche, faite elle aussi de dioxyde, mais amorphe. Cela permet de gommer les inégalités, inévitables sur une surface constituée de billes. La troisième couche, la couche supérieure, est formée d'un autre oxyde - un oxyde de zinc.
Si l'on soumet la surface de cette structure à la lumière d'un rayon laser (pompage du laser), celui-ci, pour utiliser une image, tombera dans un piège (le guide d'ondes). Cela conduira, plus exactement, à la formation d'un rayonnement d'exciton, dirigé horizontalement dans la couche d'oxyde de zinc. Grâce à l'amplification, ce rayonnement sera multiplié, car le rayon sera incapable de s'extirper de cette couche - il sera de fait entièrement reflété par les parois internes de la couche. Si bien que l'on pourra obtenir des lasers bien plus puissants que ceux utilisés jusqu'alors, avec des dépenses énergétiques moindres.
Revenons aux opales. En modifiant la taille des billes, on peut jouer sur les longueurs d'onde de la lumière que l'opale absorbera et sur celles qu'elle reflètera, notamment dans le domaine visible du spectre de la lumière. Sans oublier que la longueur d'onde de la lumière reflétée dépend aussi de l'angle avec lequel cette lumière frappe la surface! Autrement dit, en présentant une opale à la lumière et en la faisant pivoter, on peut la voir, jouant avec ses facettes prendre des couleurs rouge, verte, bleue.
Des micropuces dans le métro de Moscou
La société Sitronics va livrer en 2008 au métro de Moscou des titres de transport fonctionnant à distance, par radio-identification (technologie RFID), pour un montant annuel de 2,5 milliards de roubles. Ces tickets d'une nouvelle génération incluent une micropuce permettant des passages aux points de contrôle sans contact.
Sitronics vient de lancer la production de micropuces de 0,18 micron dans sa nouvelle fabrique de Zelenograd (environs de Moscou). Cette société annonce sur son site Internet être capable dès à présent de produire 40 millions de billets RFID par mois. La Russie est le septième pays au monde à se doter de cette technologie moderne. Ces puces serviront à fabriquer des titres de transport, mais aussi des passeports biométriques, des cartes bancaires et des cartes Sim.
L'ouverture de ce nouveau site de production vient clore le processus de création d'une chaîne intégrée, allant de la fabrication de micropuces à celle de produits finis, sous la forme de diverses cartes à puce. Sitronics, qui a investi dans ce projet quelque 200 millions de dollars, a fait appel à plus d'une quarantaine de fournisseurs dans une dizaine de pays pour s'équiper.
Sitronics envisage de passer ensuite à une technologie encore plus fine, avec la fabrication de micropuces de 0,13 micron dans un premier temps, puis de 0,09 micron en 2009.
Le métro de Moscou entend renoncer, à l'avenir, aux billets à bande magnétique et passer totalement à la technologie RFID. Cette technologie est déjà utilisée dans les transports de la ville de Moscou et de sa région par les bénéficiaires de certains avantages sociaux, ainsi que dans la ville de Magnitogorsk (Oural du Sud).
Des navigateurs russes GPS/ GLONASS en vente début 2008
Les premiers navigateurs satellitaires russes reposant sur deux systèmes (GPS/GLONASS) seront commercialisés au début de l'année 2008, a annoncé Alexandre Tchetyrkine, directeur général adjoint de l'Institut de recherche de la construction spatiale d'appareils.
"Les navigateurs routiers que nous avons conçus sous l'appellation de Glospace capteront d'emblée les deux systèmes de signaux - aussi bien le GPS, qui fonctionne actuellement, que le système de navigation russe GLONASS, qui est en train d'être mis en exploitation, a affirmé Alexandre Tchetyrkine. Le plus de cette nouveauté réside dans le fait qu'on peut actuellement acheter sur le marché des navigateurs recevant exclusivement les signaux GPS, alors que notre navigateur sera capable de recevoir les signaux des deux systèmes. Par conséquent, si les Américains débranchent le système GPS, comme ils l'avaient fait pendant la guerre en Irak, les récepteurs capteront les signaux des satellites russes GLONASS, a-t-il précisé."
Le coût des navigateurs russes, qui dans un premier temps ne couvriront que le territoire de la Russie, sera comparable à celui des appareils étrangers. L'écran de l'appareil, de fabrication coréenne, permettra de voir les détails les plus fins. L'appareil permettra également à son propriétaire de regarder des vidéos, d'écouter des enregistrements numériques, de voir des photos, d'utiliser les jeux incorporés, de brancher des dispositifs extérieurs et des cartes mémoires.
Des hormones issues de la pulpe dentaire
Les glandes de sécrétion interne ne sont pas les seules à synthétiser des hormones. Un collaborateur de l'Université d'Etat de Tchouvachie, A. Moskovski, a découvert des cellules neuroendocrines dans la pulpe dentaire, dont le nombre varie selon que la dent est saine ou malade, rapporte le site inauka.ru.
Les substances biologiquement actives établissent une communication entre cellules et organes voisins. Elles y parviennent en se déplaçant dans les tissus entre les cellules, ou grâce au flux sanguin. C'est la raison pour laquelle il n'est guère étonnant que certaines cellules de la pulpe - qui constitue le tissu mou interne de la dent, et dans lequel se trouvent les nerfs et les vaisseaux sanguins - sécrètent aussi des substances biologiquement actives.
La pulpe est composée de cellules de tissu conjonctif, de fibroplastes et d'endothéliocytes. Les cellules neuroendocrines s'en distinguent par leur taille plus importante, leur forme incorrecte et la présence dans leur cytoplasme de mottes d'un rouge-marron, qui renferment fréquemment le noyau. Ce sont ces mottes qui constituent des substances biologiquement actives.
Dans une pulpe saine, on dénombre peu de cellules neuroendocrines, mais en cas de carie, de pulpite aiguë ou de parodontite, leur nombre s'accroît. Plus le mal se situe en profondeur, et plus ces cellules sont nombreuses et s'accumulent à proximité du foyer infectieux. Quel est leur rôle ?
Selon A. Moskovski, les cellules neuroendocrines de la pulpe reçoivent les informations du milieu extérieur de l'organisme et y réagissent en sécrétant des hormones peptides. Par conséquent, ce sont elles qui régulent la microcirculation du sang, le métabolisme, la division des cellules du tissu conjonctif et l'activité des cellules immunocompétentes. Ce sont elles aussi qui peuvent réguler les processus inflammatoires en cas de caries ou de pulpites.
