Grâce à un revêtement de nanoparticules d’argent et de cuivre, les tissus en coton mis au point par une équipe australienne sont capables de faire disparaître les taches ! Pour accomplir ce miracle, il suffit d’un peu de lumière, celle du soleil ou d’une ampoule, afin de déclencher une réaction chimique qui digère la matière composant les saletés.

Décrite en détail dans la revue Advanced Materials Interfaces,  cette innovation fait évoluer l’usage habituel des nanoparticules de métal. Comme leurs cousins nobles —le platine, le palladium ou l’or—, l’argent et le cuivre employés ici sont déjà amplement exploités en chimie des matériaux. Ils servent de catalyseurs, des substances qui accélèrent certaines réactions chimiques importantes pour l’industrie (du raffinement du pétrole à la préparation d’agents antimicrobiens) grâce à leur propriété d’attirer les électrons d’une manière qui les rend plus réactifs.

Or le cuivre et l’argent ont deux avantages : ils sont économiques et capables de réagir à la simple présence de la lumière visible. Cependant, leurs applications restent limitées car les techniques pour les exploiter sont compliquées et coûteuses.

Des nanoparticules de cuivre et d’agent simplement déposées sur du tissu de coton

A contrario, le nouveau procédé mis au point est des plus simples. L’équipe de Rajesh Ramanathan, à l’université RMIT (Royal Melbourne Institute of Technology), a eu l’idée de déposer des nanoparticules d’argent ou de cuivre directement sur les fibres de tissus en coton, qu’ils ont baptisés Ag@cotton et Cu@cotton respectivement.

Pourquoi utiliser du tissu ? Car il s’agit d’une structure tridimensionnelle idéale ! Une fois recouverte de nanoparticules de métal, la trame des fibres entrecroisées les expose de manière très efficace à la lumière, afin de les mettre dans les conditions idéales pour réagir. La lumière met en effet les particules de métal dans un état énergétique augmenté, où leur surface se recouvre d’électrons excités capables de dégrader la matière organique.

Et le résultat est là : sous la lumière du soleil, les tissus testés ont permis de faire disparaître des taches de Bleu de Prusse (ferrocyanure ferrique) en des temps aussi courts que 6 minutes !

Très simples à fabriquer, elles ont une de multiples usages potentiels

De plus, les chercheurs ont trouvé une manière très aisée de fabriquer l’Ag@cotton et le Cu@cotton. Tout d’abord, le tissu de coton est plongé dans un bain acide de chlorure d’étain, où les ions étain se lient aux fibres. Il est ensuite passé dans un bain de sels de palladium (où le palladium remplace l’étain), puis dans un bain alcalin de sels de cuivre ou bien d’argent aminique.

Ainsi on obtient un tissu recouvert de nanostructures de métal, en 30 minutes au total, dans des solutions aqueuses, et sans besoin d’employer d’électrolyse : autrement dit d’une manière techniquement très aisée. Si le Cu@cotton s’avère le plus efficace des deux matériaux, l’Ag@cotton est le plus résistant sur le long terme, toujours aussi efficace après 15 exposions à de la matière organique en présence de lumière.

Vu leur facilité de fabrication, les chercheurs estiment que ces nanomatériaux pourraient être produits à l’échelle industrielle en quelques années, par exemple afin de confectionner des vêtements auto-nettoyants, ou bien pour des usages dans l’agrochimie ou la pharmacopée.

Pour l’instant, ils vont s’atteler à les tester face à des taches plus importantes pour les consommateurs, comme le vin ou la tomate…

—Fiorenza Gracci

 

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Vos soupirs ne sont pas qu’un acte volontaire pour exprimer des émotions à vous « couper le souffle. » C’est avant tout un réflexe physiologique inconscient piloté par un petit groupe de neurones spécialement mis en place au cours de l’évolution dans un but bien déterminé. Telle est la découverte d’une équipe de chercheurs américains.

Si la fonction physiologique du soupir était déjà connue – c’est une manière de regonfler les alvéoles pulmonaires comme quand on souffle sur un gant en plastique pour redéployer ses doigts – , les scientifiques ignoraient jusqu’ici par quels circuits neuronaux et selon quel mécanisme ce réflexe était piloté. La découverte, faite sur des chauves-souris (murins), pourrait dès lors conduire à de nouveaux traitements chimiques pour traiter des pathologies propres aux soupirs.

Nous soupirons une fois toutes les cinq minutes

N’en déplaise aux poètes, nous ne soupirons pas seulement parce que notre cœur est lourd : sans le savoir cet acte se produit une fois toutes les cinq minutes chez les individus sains. Une doubler inspiration-expiration qui aide à regonfler les alvéoles pulmonaires, ces petits raisins en grappe de 0,2 mm de diamètre qui tapissent nos poumons et permettent l’échange d’oxygène (entrant) et de dioxyde de carbone (sortant) entre nos cellules sanguines et l’atmosphère planétaire.

Nous en avons 500 millions et ceux-ci risquent à tout moment de collapser (s’effondrer sur eux-mêmes) à cause des jeux de pression et de l’humidité (et le mucus) les tapissant, qui tend à coller leur paroi. La respiration normale ne permettant pas de garantir à lui seul cette maintenance, le soupir vient la renforcer.

Un petit groupe de 200 neurones dédié aux soupirs

Mais voilà que des scientifiques ont localisé le pilote de ce réflexe : un groupe de quelque 200 neurones du système de contrôle respiratoire. Par une étude de génétique moléculaire très fine, ils ont également identifié la chimie très spécifique de son fonctionnement.

En effet, les chercheurs ont découvert que ce groupe de neurones possède des gènes capables de synthétiser des substances particulières qu’on ne trouve nulle part ailleurs dans le cerveau, des neuropeptides nommés Bombésine (GRP) et Neuromédine B (NRB), qu’il projette dans le reste du réseau neuronal responsable du rythme de la respiration (le complexe pre-Bötzinger situé dans le tronc cérébral).

Les neurones de ce complexe, qui possèdent des capteurs spécifiques de ces peptides et réagissent alors en altérant le rythme respiratoire pour produire un soupir – ce, une fois chaque 5 minutes.

Des applications et des questions

Très pointue, cette découverte ouvre néanmoins des perspectives concrètes et pose également des questions. Coté, perspectives, il existe des pathologies liées aux soupirs. Soit que ceux-ci sont trop nombreux, comme dans le cas de patients souffrant d’anxiété généralisée (ou trouble anxieux généralisé), qui peuvent débiliter le corps, soit qu’ils ne sont pas assez nombreux, ce qui peut conduire à des insuffisances respiratoires (par collapse des alvéoles).

La synthèse de nouveaux médicaments inhibant la production de ces neuropeptides GRB et NRP ou au contraire la stimulant (voire contenant ces neuropeptides) pourraient les soigner.

Coté questions, le lien entre le ressenti d’une émotion négative et la sur-activation du système des soupirs reste à investiguer. On sait que sous l’effet du stress, le cerveau produit plus de neuropeptides, mais il reste à déterminer s’il y a une interaction ou un circuit particulier reliant le centre des émotions à ce minuscule groupe de 200 neurones dont l’effet a tant inspiré les poètes…

–Román Ikonicoff

 

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• Libre arbitre : notre cerveau décide avant nous – S&V n°1057 – 2005 – acheter ce numéro. L’un des grands apprentissages issues des sciences cognitives est l’importance des mécanismes inconscients et hyper-rapides dans notre être au monde. Au point de questionner notre libre arbitre.