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Des chercheurs mettent au point des micro-organismes pour traiter la pollution par le plastique PET

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Des chercheurs mettent au point des micro-organismes pour traiter la pollution par le plastique PET
Des chercheurs mettent au point des micro-organismes pour traiter la pollution par le plastique PET

Les chercheurs du NREL et de l’ORNL ont mis au point une méthode de recyclage du polyéthylène téréphtalate en nylon haute performance, précurseur d’autres produits de valeur tels que les vêtements imperméables, les revêtements antiadhésifs pour ustensiles de cuisine et les pièces de machines résistantes à la chaleur. Crédit : Laboratoire national des énergies renouvelables

Des décharges excédentaires aux îles à ordures flottantes dans les océans en passant par les microplastiques dans les zones sauvages reculées, des milliards de tonnes de plastique jetés ont provoqué une crise mondiale de la pollution.


Bien que les plastiques nous soient indispensables la vie quotidienne, elles sont Matériaux durables qui ne se décomposent pas naturellement, mettent des décennies voire des siècles à se décomposer dans les décharges ou dans l’environnement naturel. Plus de 82 millions de tonnes métriques de polyéthylène téréphtalate (PET) sont produites dans le monde chaque année pour la fabrication de bouteilles de boissons à usage unique, d’emballages, de vêtements et de tapis, et est l’une des plus grandes sources de Plastique des ordures.

Des scientifiques du Laboratoire national des énergies renouvelables (NREL) du département américain de l’Énergie (DOE) progressent sur une solution potentielle aux déchets de PET. Une équipe de recherche collaborative combine la chimie et la biologie pour transformer le PET en un matériau doté de meilleures propriétés pouvant être utilisé pour créer une gamme plus diversifiée de nouveaux produits.

Combinés à des biotechnologies améliorées pour empêcher les thermoplastiques d’entrer dans les décharges et à l’Environment Consortium (BOTTLE), les chercheurs du NREL et les partenaires du Oak Ridge National Laboratory (ORNL) ont conçu des bactéries pour convertir le polyéthylène téréphtalate en blocs de construction pour un produit en nylon de qualité supérieure. Comme décrit dans « Tandom Chemical Decomposition and Biological Recycling of Poly(ethylene Terephthalate) to Beta-Ketoadipic Acid by Pseudomonas putida KT2440 » récemment publié dans Metabolic Engineering, ces monomères de haute performance peuvent être recyclés en matériaux et produits plastiques de plus grande valeur, un procédé connu sous le nom de recyclage.

« Cette étape de conversion biologique est une partie importante de l’équation qui rend le recyclage du PET possible, créant une opportunité de transformer des bouteilles en plastique contaminées en matériaux de fabrication précieux, nous rapprochant finalement de économie circulaire largement », a déclaré la scientifique du NREL et première auteure de l’article de presse Alison Werner.

Une économie circulaire peut prolonger la durée de vie des molécules pour fabriquer des plastiques vierges, tout en réduisant les déchets, en préservant les ressources et en augmentant l’efficacité. Cela peut aider à fournir des fournitures fabriquées avec moins de matières premières et d’énergie et à rester en dehors des décharges.

Les chercheurs de BOTTLE explorent comment utiliser une gamme de produits chimiques et processus biologiques Il peut être utilisé pour décomposer les déchets plastiques et les recycler en matériaux recyclables de plus grande valeur. Un récent projet BOTTLE a dégradé le PET à l’aide d’un processus de catalyse chimique et a conçu la bactérie Pseudomonas putida KT2440 pour convertir le PET en acide chimique β-cétoadipique (βKA), la pierre angulaire du nylon haute performance.

Le NREL et l’ORNL ont collaboré pour concevoir des bactéries. L’ORNL a conçu des bactéries pour tirer parti d’un intermédiaire clé dans la dégradation du PET, permettant à l’équipe du NREL de construire une plate-forme complète pour la biotransformation.

Traiter le problème du PET

Chaque type de plastique a ses propres propriétés moléculaires qui nécessitent différentes méthodes de décomposition. Le PET peut être décomposé en monomères à l’aide de plusieurs procédés chimiques différents. Cependant, les méthodes mécaniques utilisées dans la plupart des processus de recyclage du PET aujourd’hui peuvent entraîner des produits de moins bonne qualité et moins rentables, ce qui entraîne des taux de recyclage plus faibles. Diverses sources indiquent que seulement 15 à 35 % des bouteilles en PET trouvent actuellement une seconde vie.

Les transformations biologiques mises au point par les scientifiques du NREL et de l’ORNL dans P. putida, combinées à un processus de décomposition chimique catalytique, peuvent créer un produit plus précieux que le PET et finalement stimuler des taux d’extraction plus élevés – se traduisant finalement par moins de déchets. bouteilles en plastique Pollution des eaux océaniques et des zones sauvages montagneuses.

Les matériaux extraits grâce à la technologie de décomposition catalytique et de biotransformation en tandem offrent de meilleures propriétés que les nylons courants qu’il est destiné à remplacer, notamment une perméabilité à l’eau inférieure, une température de fusion plus élevée et une température de transition vitreuse plus élevée. Ces avantages en termes de performances élargissent les possibilités d’utilisation des matériaux, y compris les pièces automobiles qui doivent résister à des températures élevées. La valeur accrue des matériaux recyclés pourrait inciter l’industrie à recycler davantage de plastique, ce qui entraînerait une récupération du plastique à une échelle beaucoup plus grande.

Refuser de se retourner contre la pollution plastique

Alors que cette percée initiale promet déjà d’élargir les possibilités de recyclage du PET, les chercheurs continuent d’affiner l’approche. En plus d’améliorer l’interface de la chimie et de la biologie, l’équipe évalue un large éventail d’autres facteurs.

Les flux de déchets de PET post-consommation peuvent contenir des additifs que P. putida peut ne pas être en mesure de dégrader. La caractérisation de ces flux sera nécessaire pour identifier les produits chimiques présents et les voies métaboliques conçues pour permettre la consommation de ces composés également pour augmenter l’efficacité du processus de bioconversion, augmenter les rendements et traiter de manière globale les déchets plastiques.

Le succès futur de toute approche de démantèlement et de recyclage en tandem du PET sera finalement déterminé par la faisabilité technique, la faisabilité économique et l’impact environnemental combinés. L’équipe NREL prévoit de mener une analyse technico-économique et une évaluation du cycle de vie pour mieux comprendre les besoins énergétiques des procédés et les émissions de gaz à effet de serre.

« Le plastique a révolutionné la vie moderne, mais jusqu’à récemment, l’industrie des plastiques suivait une économie strictement linéaire et consommait beaucoup de carbone », a déclaré Greg Beckham, chercheur principal du NREL, responsable du consortium BOTTLE et auteur principal de l’article de presse. « Les approches circulaires de ce problème peuvent réduire notre dépendance au carbone basé sur les combustibles fossiles et ainsi réduire les émissions de gaz à effet de serre. Avec une production annuelle de plastique qui devrait atteindre près de 600 millions de tonnes d’ici 2050, il est temps d’agir. »

Les efforts du NREL et du BOTTLE Consortium, y compris les nouvelles technologies de désassemblage chimique et de biorecyclage, seront des tactiques vitales pour lutter contre la crise de la pollution plastique et les défis environnementaux et énergétiques associés au changement climatique.


Le recyclage du plastique à base d’enzymes est plus économe en énergie et meilleur pour l’environnement


Plus d’information:
Alison Z. Ingénierie métabolique (2021). DOI : 10.1016 / j.ymben.2021.07.005

la citation: Des chercheurs conçoivent des micro-organismes pour lutter contre la pollution plastique (2021, 14 octobre) Récupéré le 14 octobre 2021 sur https://phys.org/news/2021-10-microorganisms-tackle-pet-plastic-pollution.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. Nonobstant toute utilisation équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

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Le chef de l’Agence spatiale américaine veut parler avec la Chine des débris spatiaux

29 août 2024

Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.

Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.

« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »

L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.

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Missile Longue Marche 6 modifié. Image de la China Aerospace Science and Technology Corporation

Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.

« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.

Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.

Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.

« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »

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Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.

« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »

En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.

« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

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À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides

Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP

Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.

Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».

Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.

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Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.

Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg

Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694

Astrobiologie

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.

La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.

après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.

Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.

Une image à exposition temporelle capture la trajectoire enflammée d'une fusée Falcon 9 alors qu'elle s'éloigne de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink.
Une image à exposition temporelle montre la trajectoire enflammée d’une fusée Falcon 9 alors qu’elle s’éloignait de la station spatiale de Cap Canaveral tôt mercredi pour un vol visant à déployer 21 satellites Internet Starlink. Cette photo a été prise depuis le Pad 39A du Kennedy Space Center voisin, où la mission Polaris Dawn attend son lancement sur un vol commercial comportant la première sortie dans l’espace non gouvernementale. Ce vol est désormais suspendu dans l’attente d’une enquête sur les raisons pour lesquelles le premier étage d’une fusée Starlink s’est brisé lors de l’atterrissage sur un drone SpaceX au large des côtes.

EspaceX


La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.

« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.

« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.

Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.

L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.

L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.

Une caméra montée sur le premier étage d'une fusée Falcon 9 a capturé une vue du drone
Une caméra montée sur le premier étage d’une fusée Falcon 9 a capturé une vue du « manque de gravité » du drone quelques instants avant l’atterrissage. Une caméra sur le drone montre le pont d’atterrissage éclairé par les gaz d’échappement de la fusée alors qu’elle s’approche du navire.

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Au moment de l'atterrissage, un incendie s'est déclaré et l'une des jambes d'atterrissage s'est effondrée.
Au moment de l’atterrissage, un incendie s’est déclaré et l’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée.

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Le missile est ensuite tombé dans l'océan Atlantique.
Le missile est ensuite tombé dans l’océan Atlantique.

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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »

Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.

Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.

« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »

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