Graphène : le point sur les recherches

Une conférence internationale Graphène 2014 a lieu du 6 au 9 mai 2014 au Centre des congrès Pierre Baudis à Toulouse

Le graphène, un matériau prometteur …

Flexible, léger, ultra-résistant et excellent conducteur, le graphène, isolé en 2004, s’est rapidement imposé comme un matériau très innovant promis à de nombreuses applications, notamment en électronique.

Sur ce dessin on observe la structure "ondulante" de la monocouche critalline de carboneFeuillet de graphène. © consoglobe.com Des mathématiciens et physiciens comme Lev Landau (prix Nobel de physique en 1962) avaient« démontré théoriquement qu’il était impossible de créer un réseau cristallin à deux dimensions ( dans un plan ). Ce travail est connu sous le terme de « théorème d’impossibilité ».

Pourtant, le graphène a été identifié pour la première fois en 2004 par l’équipe d’Andre Geim à l’université de Manchester en Angleterre.(on sait maintenant que ce théorème ne s’applique pas si le réseau est parcouru d’ondulations: c’est le cas du graphène) .  

Pour cette découverte, Andre Geim et son collaborateur Konstantin Novoselov,  ont reçu le prix Nobel de Physique en octobre 2010.

Le graphène est le premier  cristal atomique à deux dimensions : il est  constitué d’une seule couche d’atomes de carbone. représentation du graphène

La feuille de graphène se présente sous la forme alvéolée d’un treillis en nid d’abeille En empilant des feuilles de graphène, on obtient le graphite ( mines de crayons à papier)

 

 

Ses propriétés sont exceptionnelles:

  • une feuille de graphène est un million de fois plus fine qu’un cheveu
  • elle est très légère
  • elle est  plus résistante à la rupture que l’acier
  • Le graphène présente une  très bonne conductivité électrique : les électrons s’y déplacent jusqu’à 200 fois plus vite à température ambiante que dans le silicium.

Pour en savoir davantage  :

  • Le graphène superstar, série d’articles dans CNRS LeJournal :

– Premier volet de notre série sur ce matériau révolutionnaire : le graphène va-t-il devenir le roi de l’électronique ? Des écrans souples pour smartphones à l’ordinateur quantique, tour d’horizon des applications espérées.

Deuxième volet de notre série sur ce matériau aux propriétés hors du commun. Grâce à celles-ci, le graphène participe aussi au développement de sources d’énergie plus propres.

Troisième volet de notre série sur le graphène, gros plan sur les applications attendues en médecine et pour l’environnement. Au menu : des capteurs ultrasensibles, des membranes pour dessaler l’eau de mer et des thérapies anticancer.

  • Electronique: le graphène va-t-il remplacer le silicium ?
  • « La Commission européenne sélectionne le projet phare de recherche Graphène » : communiqué de presse du 28 janvier 2013 http://www2.cnrs.fr

Le fond des océans envahi par les déchets

Une nouvelle attristante dont tout le monde se doutait : nous savions déjà que les déchets s’accumulaient à la surface des océans (les 5 gyres )

[vimeo]http://vimeo.com/8350606[/vimeo]

Aujourd’hui la pollution du fond des océans est confirmée par ces photos :

déchets océans

Déchets sur le fond marin des eaux européennes. source Plos One

Des filets de pêche, des sacs plastiques,des bouteilles en verre, en métal, des morceaux de papier, de carton …

Bref, le fond des océans envahi par les déchets: voilà ce que montrent les résultats des études publiés dans Plos one .

Avec 6,4  millions  de tonnes de déchets entrant dans les océans chaque année, Il est urgent d’agir!!!

sans titre2

Des détails sur cette étude  :

  • 32 sites étudiés

journal.pone.0095839.g001

  • Les résultats

sans titre2

journal.pone.0095839.g007

  •  Conclusions :

    La grande quantité de déchets  capable d’atteindre le fond de l’océan profond est un problème majeur dans le monde entier.

    Nous avons  peu de données  au sujet des sources de ces déchets, de leurs  modes de distribution, de leur abondance  et de leurs  impacts sur les habitats et la faune associée.

     À l’heure actuelle, la densité des déchets  dans la mer profonde est plus faible que celle observée sur certaines plages fortement polluées (catalanes et portugaises), mais contrairement à la zone côtière, seule une infime partie des fonds marins a été visitée à ce jour.

La communauté scientifique doit rester très attentive mais n’oublions pas que ce problème nous concerne tous !!!

source partielle de l’article :http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.0095839

Découverte de Kepler -186F, première planète de la taille de la Terre

Le télescope spatial Kepler de la NASA, découvre la première planète d’une taille similaire à la Terre nommée kepler-186F : elle est en orbite autour d’une étoile ( Kepler 186) dans la « zone habitable » ( à la distance d’une étoile où l’eau liquide pourrait exister). 

Cette  découverte de Kepler-186F confirme que des planètes de la taille de la Terre existent dans les zones habitables d’étoiles autres que notre Soleil.

« La découverte de Kepler-186F est une étape importante vers la recherche de mondes comme notre planète Terre»  a déclaré Paul Hertz, le directeur de la division d’astrophysique de la NASA au siège de l’agence à Washington.

 

La mission Kepler ?

Le défi actuel est de trouver des planètes telluriques, en particulier dans la zone habitable de leur étoile où l’eau liquide et peut-être la vie pourrait exister

La mission Kepler  est la première mission de la NASA capable de détecter des planètes de la taille de la Terre  autour d’étoiles comme notre soleil.( voir les précisions ici ) .

Le télescope spatial Kepler mesure simultanément et en continu la luminosité de plus de 150.000 étoiles .

Kepler engins spatiaux et photomètre

Kepler engins spatiaux et photomètre

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=VVnL851PJuU[/youtube]

«… Les moyens par lesquels les hommes arrivent à la connaissance des choses célestes sont à peine moins merveilleux que la nature de ces choses elles-mêmes »
Johannes Kepler

Kepler -186F ?

[youtube]http://www.youtube.com/watch?v=RlidbLyDnPs&list=UUggQcRNVNRaH3uEb4nqf0zg[/youtube]

 La taille de Kepler-186F est  connue, mais sa masse et sa composition ne sont pas. Des recherches antérieures suggèrent toutefois qu’une planète de la taille de Kepler-186F est susceptible d’être rocheuse…

Kepler-186F se trouve  dans le système Kepler-186, à environ 500 années-lumière de la Terre dans la constellation du Cygne.

Ce système est formé de cinq planètes (nommées Kepler-186b, c, d, e et f)  en  orbite autour d’une étoile (Kepler-186) .

Kepler-186f est la planète la plus externe et la seule dans la zone dite habitable. L’étoile est classée naine rouge ( 70 % des étoiles de la Voie Lactée), sa taille et sa masse sont la moitié de celles du Soleil .

kepler - 186Source de l’image:Ames de la NASA / SETI Institute / JPL-Caltech

Orbite de Kepler-186F:130 jours

 Kepler – 186F  se situe dans la zone habitable de l’étoile Kepler – 186 ;

 

 Depuis une vingtaine d’années, environ 1800 exoplanètes ( hors du système solaire)  sont confirmées mais seulement une vingtaine  sont situées dans la zone habitable de leur étoile…

Cependant toutes ces planètes sont plus grandes que la Terre, et par conséquent leur vraie nature (rocheuse ou gazeuse) est inconnue .

Kepler – 186F est la première étoile cousine de la Terre : si elle est rocheuse comme la Terre et si elle possède  une atmosphère appropriée, l’eau à sa surface pourrait être sous forme liquide…

Elle pourrait être habitable…

Mais n’oublions pas sa distance, environ 500 Années lumière: sachant que la lumière se déplace à 300000 km/s (ce que l’on connait de plus rapide ) , faites le calcul en km …

sources de l’article: NASA, SETI

Mission réussie pour les fourmis moissonneuses en plaine de Crau !

 Trois ans après leur introduction, les chercheurs de l’IMBE observent le travail des ouvrières …

Les fourmis moissonneuses (Messor barbarus) sont de véritables  ingénieurs des écosystèmes  : elles sont utilisées dans le cadre de l’ingénierie écologique (application des principes de l’écologie à la gestion de l’environnement).

img_2n7zv8ea67vti4ld@Sergio Pérez González 

Ici, les fourmis moissonneuses sont utilisées pour  la restauration de systèmes écologiques dégradés de la plaine de Crau.

plaine de Crau

En effet, lorsqu’elles vont chercher des graines pour se nourrir, il n’est pas rare qu’elles en perdent en route; elles contribuent ainsi à la dissémination des espèces végétales .

fourmis moissonneusesFourmis moissonneuses © Adeline Bulot (UMR CNRS-IRD IMBE)

Ces fourmis moissonneuses  « Messor barbarus«  sont utilisées pour restaurer la végétation dégradée de la steppe de Crau où
deux sites ont été dégradés par une période d’arboriculture intensive et une fuite d’hydrocarbures :

– Le 7 août 2009, une fuite d’hydrocarbures de l’oléoduc de la Société du pipeline sud-européen (SPSE) survient
au coeur de la Réserve naturelle des coussouls de Crau. Déversant 4 700 m3 de pétrole brut, elle conduit à la destruction de plus de 5 ha de la végétation pseudo-steppique de la plaine de Crau, un écosystème protégé unique au monde : présence d’une avifaune (oiseaux) et entomofaune (insectes) endémiques.); Voir le dossier dpingenierieecologique_1

L’ancien verger de Cossure de 357 ha se situe au centre de la plaine de la Crau. A partir de 1987, cet endroit a subi une arboriculture intensive. En 2006, suite à la faillite de son propriétaire, ce site fut abandonné. Voir le dossier ici m2-20-juin-2011

Cette utilisation semblerait faire ses preuves. 

En effet, trois ans après avoir introduit des reines fondatrices dans les zones à réhabiliter, des chercheurs de l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale – IMBE (CNRS/Aix-Marseille Université/Université d’Avignon/IRD) observent les premières ouvrières qui se mettent au travail !

« Ces fourmis peuvent aller chercher des graines jusqu’à 30 m de distance, et ce, plusieurs fois par jour, précise Thierry Dutoit, directeur de recherches en écologie à

 l’Institut méditerranéen de biodiversité et d’écologie marine et continentale (IMBE). Nous avons donc décidé de faire appel à ces fourmis pour aider à restaurer la steppe méditerranéenne sur deux sites de la Plaine de Crau ».

 

Lorsque les chercheurs commencent leurs expérimentations, la terre polluée a notamment été remplacée par de la terre saine sur laquelle ne repousse qu’une végétation éparse.

Ils comptent alors sur les fourmis moissonneuses pour redessiner la steppe et lui redonner son aspect d’origine. Des centaines de reines fécondées, prélevées dans leur milieu naturel après l’accouplement, sont déposées dans de petites cavités dont l’entrée est recouverte d’un galet pour protéger les fourmis des prédateurs et réguler la température du nid. Et trois ans plus tard, les premiers résultats sont là : plus de 40 % des reines fondatrices ont survécu à la réintroduction et donné naissance aux premières ouvrières. « D’ici un ou deux ans, les nids seront matures et compteront entre 8 000 et 20 000 individus, estime Thierry Dutoit. On devrait alors commencer à voir un impact significatif sur la végétation ».

Et trois ans plus tard, les premiers résultats sont là : plus de 40 % des reines fondatrices ont survécu à la réintroduction et donné naissance aux premières ouvrières.

« D’ici un ou deux ans, les nids seront matures et compteront entre 8 000 et 20 000 individus, estime Thierry Dutoit. On devrait alors commencer à voir un impact significatif sur la végétation ».

Sans l’action des fourmis et des moutons – également recrutés pour la réhabilitation des sites altérés – la steppe aurait besoin de centaines, voire de milliers d’années, pour reprendre ses droits et accueillir à nouveau criquets de Crau, lézard ocellé et outarde canepetière qui en font sa richesse.

source partielle de l’article: CNRS