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Instantanés femtosecondes 3D de nanoparticules uniques
(Nouvelles de Nanwerk) Les chercheurs de l’ETH ont pu capturer des images 3D de nanoparticules uniques à l’aide d’impulsions de rayons X courtes et extrêmement puissantes. Cette technique pourrait être utilisée à l’avenir pour réaliser des films 3D de processus dynamiques à l’échelle nanométrique.
La diffraction des rayons X est utilisée depuis plus de cent ans pour comprendre la structure des cristaux ou des protéines – par exemple, en 1952, la structure en double hélice bien connue de l’ADN qui porte l’information génétique a été découverte de cette manière. Dans cette technique, l’objet étudié est bombardé de rayons X à courte longueur d’onde. Ensuite, les faisceaux diffractés se chevauchent et créent ainsi des motifs de diffraction distincts à partir desquels des informations sur la forme de l’objet peuvent être obtenues.
Il y a plusieurs années, il est devenu possible d’étudier même des nanoparticules uniques de cette manière, en utilisant des impulsions de rayons X très courtes et très intenses. Cependant, cela ne produit généralement qu’une image bidimensionnelle de la particule. Une équipe de chercheurs dirigée par la professeure EIT Daniela Rupp, en collaboration avec des collègues des universités de Rostock et de Fribourg, de l’Université technique de Berlin et de DESY à Hambourg, a trouvé un moyen de calculer la structure 3D à partir d’un seul motif de diffraction, afin que l’on puisse « regarder » la particule dans toutes les directions. À l’avenir, il sera même possible de réaliser des films 3D de la dynamique des nanostructures de cette manière.
Les résultats de cette recherche ont été récemment publiés dans la revue scientifique La science avance (« Instantanés femtosecondes 3D de nanostructures à facettes isolées »).
Daniela Rupp est professeure assistante à l’ETH Zurich depuis 2019, où elle dirige le groupe de recherche « Nanostructures and Ultrafast X-ray Science ». Elle et son équipe tentent de mieux comprendre l’interaction entre des impulsions de rayons X très intenses et la matière. Comme système modèle, ils utilisent des nanoparticules, qu’ils étudient également à l’Institut Paul Scherrer.
« Pour l’avenir, il y a de grandes opportunités dans le nouvel outil Maloja, car nous étions le premier groupe d’utilisateurs de mesures de pagemake externes au début de l’année dernière. En ce moment, notre équipe active le mode attoseconde, avec lequel nous pouvons même surveiller la dynamique d’électrons », explique Rob.
Une meilleure compréhension des processus dynamiques
Le travail récemment publié est une étape importante vers cet avenir, explique le chercheur postdoctoral Alessandro Colombo : « Avec ce travail, nous ouvrons une fenêtre sur les études des processus dynamiques des très petites particules dans le régime femtoseconde. »
Le problème avec la diffraction des rayons X utilisant des impulsions intenses est que les objets étudiés se vaporisent immédiatement après le bombardement – « diffraction et destruction » dans le langage des chercheurs. Puisque cela signifie qu’un seul instantané de la nanoparticule peut être réalisé, on voudrait certainement en tirer autant d’informations que possible.
Pour calculer plus d’une image 2D à partir du diagramme de diffraction, on a jusqu’à présent dû imposer à un algorithme informatique des hypothèses très restreintes sur la forme des nanoparticules, par exemple leur symétrie. Cependant, de cette manière, tous les détails fins de la particule qui s’écartent de ces hypothèses restent cachés. De plus, avec ces algorithmes, de nombreux ajustements devaient être faits manuellement.
Algorithme amélioré
C’est là qu’intervient notre nouvelle méthode », explique Rob : « Avec notre nouvel algorithme, qui utilise une méthode de simulation très efficace et une stratégie d’optimisation intelligente, nous pouvons produire automatiquement des images 3D de nanoparticules sans avoir à imposer d’exigences spécifiques. Cela nous permet pour voir même les petites irrégularités, qui peuvent résulter du processus de croissance des particules.
Pour obtenir une résolution 3D, les chercheurs de l’ETH utilisent non seulement la partie du diagramme de diffraction qui est déviée à un petit angle de quelques degrés, comme c’était la norme jusqu’à présent, mais aussi la partie qui est à grand angle de 30 degrés ou plus. Cela signifie, bien sûr, que la quantité d’informations à récupérer augmente de façon exponentielle, mais un algorithme amélioré peut gérer cela.
De cette façon, à partir des modèles de diffraction de nanoparticules d’argent uniques de 70 nm bombardées d’impulsions de rayons X d’une durée d’environ 100 femtosecondes, l’équipe de Rupp peut désormais calculer des images 3D qui montrent les particules sous différents angles.
Tirs en vol libre
« Jusqu’à présent, nous manquions cette troisième dimension », explique Rob, mais nous pouvons désormais étudier de nombreux processus, soit pour la première fois, soit avec une précision sans précédent, par exemple, comment les nanoparticules se dissolvent en quelques picosecondes ou comment les nanobâtonnets s’agrègent pour former des objets plus gros. »
Le point crucial est que les clichés peuvent être pris en vol libre dans le vide, sans qu’il soit nécessaire d’épingler les nanoparticules sur une surface, comme en microscopie électronique. De plus, de nombreux types de particules ne peuvent même pas être placés sur la surface car ils sont trop fragiles ou de courte durée. Mais même les échantillons qui peuvent être étudiés au microscope électronique sont fortement affectés par leur interaction avec la surface. En revanche, en vol libre, les processus de fusion ou d’agrégation peuvent être étudiés sans aucune perturbation.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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La communauté du rugby se mobilise pour le talentueux joueur après un diagnostic « dévastateur ».
La communauté du rugby s'est mobilisée pour aider un ancien joueur de Limerick City, après qu'il ait reçu un diagnostic « dévastateur ».
L'ancien joueur du Young Munster RFC, Sean Rigney, avait récemment « fait sa marque » sur la scène du rugby de Sydney, avant que son parcours ne prenne une tournure dévastatrice.
Originaire de Ballinagar dans le Co Offaly, le jeune homme est récemment tombé malade et a été transporté à l'hôpital. Son état s'est rapidement détérioré lorsqu'on lui a diagnostiqué un SARM, un type de bactérie résistante aux antibiotiques. Ce qui a conduit à la nécessité d’une opération à cœur ouvert.
Pour aider Sean sur le chemin du rétablissement, une collecte de fonds a été organisée par ses amis et coéquipiers.
Lorsqu'il a appris la nouvelle, son ami et ancien coéquipier Connor Phillips a été choqué.
« J'ai été vraiment choqué hier quand j'ai découvert ce qui s'est passé. Je compatis vraiment pour lui, il est si loin de chez lui et vient de démarrer un nouveau projet. Tout le monde pense à lui et lui souhaite bonne chance et je n'ai aucun doute qu'il le fera. « Récupérez et retrouvez la forme et la santé et rejouez au rugby le plus tôt possible », a déclaré Connor. « Peut-être ».
Dès leur première rencontre, les deux joueurs ont cliqué. Peut-être parce que lorsque Sean entre dans une pièce, « tout le monde est attiré par lui ».
« La première chose à propos de Rigney et moi, c'est que nous sommes complètement opposés, mais la première fois que nous nous sommes rencontrés, nous nous sommes tout de suite entendus. Il a cette capacité, quand il entre dans une pièce, tout le monde gravite autour de lui. C'est juste un « Il a une grande personnalité, vraiment drôle et attentionné. C'est un géant », a déclaré Connor. « Un gars sympa et un travailleur incroyable sur le terrain également. »
« J'ai été ravi quand j'ai appris qu'il partait pour l'Australie parce qu'il est venu d'Offaly à Limerick et qu'il en a vraiment fait sa maison. Il s'est si bien intégré à la communauté et à l'endroit. »
La collecte de fonds, organisée par Alan Fitzgerald de la NSW Rugby League, visait à aider le jeune joueur à affronter un « chemin difficile vers la guérison ».
« Sean Rigney, un talentueux joueur de rugby irlandais, a récemment fait sa marque sur la scène du rugby à Sydney, en Australie, en rejoignant le Southern Counties Rugby Club dans la prestigieuse compétition Shut Shield Rugby. Alan Fitzgerald a déclaré : « Son impact sur l'équipe a été immédiat. , promettant une belle saison. « Bright arrive. »
« Sean fait face à un chemin difficile vers son rétablissement, loin de son domicile et de sa famille. Le stress financier dû aux frais médicaux, associé à l'incapacité de travailler pendant qu'il est malade et en convalescence, est navrant », a-t-il expliqué.
Désormais, les amis de Sean ont contacté la communauté du rugby et au-delà pour obtenir leur soutien.
Il a ajouté : « Vos dons apporteront une aide cruciale à Sean pendant cette période difficile, en l’aidant à couvrir les frais médicaux et les frais de subsistance pendant qu’il se concentre sur le rétablissement de sa santé. »
Vous pouvez faire un don à la collecte de fonds ici.
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Un énorme monstre marin préhistorique plus grand que deux bus a été identifié après qu'une jeune fille britannique de 11 ans a trouvé des fossiles sur la plage de Somerset.
Les fossiles découverts par une fillette de 11 ans sur une plage du Somerset appartiennent à… Le plus grand reptile marin de tous les tempsLes experts croient.
Ruby Reynolds – aujourd'hui âgée de 15 ans – a découvert les restes fossilisés d'une mâchoire massive de plus de deux mètres de long en 2020.
Elle et son père, Justin Reynolds, ont trouvé la pièce lors d'une chasse aux fossiles dans le village côtier de Blue Anchor.
Les paléontologues affirment que les pièces appartiennent à un type de reptile océanique appelé ichtyosaure, et ils estiment qu'elles mesuraient environ 25 mètres de long, soit la taille de deux bus.
C'était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fier d'avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci
Robbie Reynolds
Cela équivaut également à la longueur d’une baleine bleue, ce qui en fait l’un des plus grands reptiles marins jamais enregistrés.
La créature préhistorique parcourait les mers il y a environ 202 millions d’années, à l’époque des dinosaures.
Une autre pièce a été trouvée par le chasseur de fossiles Paul de La Salle en 2016 le long de la côte du Somerset à Lillystock, qui était déjà à l'étude.
« Lorsque Robbie et moi avons trouvé les deux premières pièces, nous étions très excités car nous avons réalisé qu'il s'agissait de quelque chose d'important et d'inhabituel », a déclaré Reynolds.
« Quand j'ai trouvé l'arrière de la mâchoire, j'ai été ravi car c'est l'une des parties distinctives de la découverte précédente de Paul. »
Ruby a ajouté : « C’était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fière d’avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci. »
Le couple a contacté le Dr Dean Lomax, paléontologue à l'Université de Manchester, après avoir découvert un groupe de fossiles.
Les experts ont nommé la créature Ichthyotitan severnensis, ce qui signifie lézard poisson géant de Severn.
Le Dr Lomax a déclaré : « J'ai été époustouflé par cette découverte. En 2018, mon équipe (dont Paul de La Salle) a étudié et décrit la mâchoire géante de Paul, et nous espérions qu'une autre découverte émergerait un jour.
« Ce nouveau spécimen est plus complet, mieux conservé et montre que nous disposons désormais de deux de ces os géants – appelés oblongata – qui ont une forme et une structure uniques.
« Je suis assez excité, c'est le moins qu'on puisse dire. »
Il a ajouté : « J’ai été très impressionné que Robbie et Justin aient correctement identifié cette découverte comme une autre énorme mâchoire d’ichtyosaure.
« Ils ont réalisé qu'il correspondait à celui que nous avions décrit en 2018. Je leur ai demandé s'ils souhaitaient rejoindre mon équipe pour étudier et décrire ce fossile, y compris le nommer. »
« Ils ont sauté sur l'occasion. Pour Ruby, en particulier, elle est maintenant une scientifique publiée qui a non seulement découvert, mais a également contribué à nommer une espèce de reptile préhistorique géant.
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« Il n'y a probablement pas beaucoup de jeunes de 15 ans qui peuvent dire ça. Peut-être que Mary Anning est en devenir. »
La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Plos One.
Pourquoi les dinosaures ont-ils disparu ?
Voici ce que vous devez savoir…
- L’effacement des dinosaures a été un événement d’extinction massive et soudain sur Terre.
- Il a anéanti près des trois quarts des espèces végétales et animales de notre planète il y a environ 66 millions d'années.
- Cet événement a marqué la fin du Crétacé et a ouvert l’ère Cénozoïque, dans laquelle nous nous trouvons aujourd’hui.
- Les scientifiques pensent généralement qu’une comète ou un astéroïde massif d’environ 9 miles de diamètre est entré en collision avec la Terre, détruisant la planète.
- Cet impact aurait déclenché un « effet hivernal » prolongé, endommageant gravement la vie végétale et la chaîne alimentaire qui en dépend.
- Des recherches récentes suggèrent que cet impact a « déclenché » une activité volcanique importante, qui a également anéanti la vie.
- Certaines recherches ont indiqué que le nombre de dinosaures était en fait en déclin à cause du changement climatique à cette époque.
- Mais une étude publiée en mars 2019 affirme que les dinosaures « prospéraient » probablement avant l’extinction.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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Des chercheurs ont identifié un ichtyosaure qui pourrait être le plus grand reptile marin connu
Les paléontologues ont identifié ce qui pourrait être le plus grand reptile marin connu.
Un père et sa fille ont découvert les restes fossilisés d'une énorme mâchoire mesurant plus de deux mètres de long sur une plage du Somerset.
Les os appartiennent aux mâchoires d'une nouvelle espèce d'ichtyosaure massif, un type de reptile marin préhistorique.
Les experts estiment que la créature géante mesurait plus de 25 mètres de long.
Ils pensent que le spécimen pourrait représenter le plus grand reptile marin jamais enregistré.
En mai 2020, Justin et Robbie Reynolds de Braunton, Devon, ont découvert les premiers morceaux d'une deuxième mâchoire alors qu'ils recherchaient des fossiles sur la plage de Blue Anchor.
Ruby, alors âgée de 11 ans, a trouvé le premier morceau de l'os géant avant que les deux hommes ne cherchent ensemble d'autres morceaux.
Réalisant qu'ils avaient découvert quelque chose d'important, ils ont contacté le Dr Dean Lomax, paléontologue à l'Université de Manchester.
Le Dr Lomax a contacté Paul de La Salle, un collectionneur de fossiles expérimenté qui avait trouvé la première mâchoire géante en mai 2016 plus loin sur la côte, à Lilystock.
M. Reynolds a déclaré : « Lorsque Robbie et moi avons trouvé les deux premières pièces, nous étions très excités car nous savions que c'était quelque chose d'important et d'inhabituel.
« Quand j'ai trouvé l'arrière de la mâchoire, j'ai été ravi car c'est l'une des parties distinctives de la première découverte de Paul. »
Ruby a ajouté : « C'était incroyable de découvrir une partie de cet ichtyosaure géant. Je suis très fière d'avoir joué un rôle dans une découverte scientifique comme celle-ci.
«J'ai été étonné par cette découverte», a déclaré le Dr Lomax. En 2018, mon équipe (dont Paul de La Salle) a étudié et décrit la mâchoire géante de Paul, et nous espérions qu'un jour une autre verrait le jour.
« Ce nouveau spécimen est plus complet, mieux conservé et montre que nous disposons désormais de deux de ces os géants – appelés oblongata – qui ont une forme et une structure uniques.
« Je suis plutôt excité, c'est le moins qu'on puisse dire. »
Il a ajouté : « J’ai été très impressionné que Robbie et Justin aient correctement identifié cette découverte comme une autre énorme mâchoire d’ichtyosaure.
« Ils ont réalisé qu'il correspondait à celui que nous avions décrit en 2018. Je leur ai demandé s'ils souhaitaient rejoindre mon équipe pour étudier et décrire ce fossile, y compris le nommer. »
« Ils ont sauté sur l'occasion. Pour Ruby, en particulier, elle est maintenant une scientifique publiée qui a non seulement découvert, mais a également contribué à nommer une espèce de reptile préhistorique géant.
« Il n'y a probablement pas beaucoup de jeunes de 15 ans qui peuvent dire ça. Peut-être que Mary Anning est en devenir. »
Au fil du temps, l’équipe – y compris le duo père-fille – a trouvé d’autres pièces de la même mâchoire qui s’emboîtent parfaitement, comme un puzzle vieux de plusieurs millions d’années.
La dernière pièce a été découverte en octobre 2022.
Les chercheurs, dirigés par le Dr Lomax, ont révélé que les os de la mâchoire appartenaient à une nouvelle espèce d'ichtyosaure géant qui aurait eu la taille d'une baleine bleue.
L’équipe a nommé la créature Ichthyotitan severnensis, ce qui signifie lézard poisson géant de Severn.
Datant de la fin du Trias, à l’époque dite rhétique, les ossements ont environ 202 millions d’années.
Des ichtyosaures géants nageaient dans les mers à cette époque, tandis que les dinosaures parcouraient les terres.
Mais les archives rocheuses et fossiles indiquent qu'après l'extinction massive mondiale au Trias supérieur, les ichtyosaures géants ont disparu, ce qui signifie que les os découverts dans l'étude représentent les plus récents de leur espèce.
L'étudiant à la maîtrise Marcelo Perillo, de l'Université de Bonn, en Allemagne, a mené des investigations plus approfondies et a découvert que l'animal était encore en croissance au moment de sa mort.
Il a déclaré : « Beaucoup de choses sur ces géants sont encore entourées de mystère, mais un fossile à la fois, nous pourrons percer leur secret. »
En conclusion des travaux, M. de La Salle a ajouté : « La conviction que ma découverte en 2016 suscitera autant d'intérêt pour ces énormes créatures me remplit de joie.
« Quand j'ai trouvé la première mâchoire, je savais que c'était quelque chose de spécial. En avoir une deuxième qui confirme nos découvertes est incroyable. Je suis tellement heureuse. »
La nouvelle recherche a été publiée dans la revue Plos One.
« Spécialiste de la télévision sans vergogne. Pionnier des zombies inconditionnels. Résolveur de problèmes d’une humilité exaspérante. »
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