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Micelles – un lieu de rencontre qui favorise la réaction
La synthèse de matériaux nouveaux ou synthétiques est très complexe au niveau moléculaire. Considérons deux particules qui ont des charges similaires. En raison de la répulsion, ils restent éloignés et se rapprochent rarement suffisamment pour qu’une réaction se produise. Ce type de réaction dans l’eau pure peut prendre des jours, voire des semaines, mais sa vitesse peut être considérablement réduite avec juste une petite étincelle. Cette étincelle provient de catalyseurs naturels, tels que des enzymes synthétiques ou des nanoenzymes qui imitent les catalyseurs naturels ainsi que des catalyseurs à base de minéraux largement utilisés dans l’industrie. Peu importe leurs origines, ils accélèrent le rythme des réactions. Cependant, ils sont généralement sélectifs pour des réactions spécifiques.
Récemment, une équipe de recherche conjointe de l’Institut de chimie physique, de l’Académie polonaise des sciences, de l’Université de Zurich, de l’Université Radboud, de l’Université de Lancaster, de l’Université d’Oxford et de l’Université de Varsovie dirigée par le Prof. Robert Hołyst a montré que l’accélération des taux de réaction entre deux molécules biologiquement actives de charge similaire dépend de la nature et de la forme de la charge dans la solution aqueuse. En tant qu’interaction modèle, la formation d’un complexe entre deux composés chargés négativement – la molécule de coenzyme A et ses dérivés mutuellement répulsifs – a été étudiée. Ce processus est beaucoup plus lent dans les milieux aqueux que dans les solvants organiques. Par conséquent, il a été exposé à des composés chargés pour augmenter la vitesse de réaction dans l’eau. Les scientifiques ont examiné des molécules de différentes tailles et quantités de charge telles que des ions, des monomères, des zytrions, des oligomères, des polymères et même des micelles. Les résultats étaient excellents. La constante de vitesse de réaction a été augmentée de 5 millions de fois par les micelles chargées positivement. En revanche, les monomères, les oligomères et les polymères ont amélioré la vitesse de réaction 103– dix5-fold, tandis que les ions ou les zwitterions n’augmentaient la fréquence de réaction que d’environ 1000 fois (par exemple, tamisage conventionnel).
Adam Kowalski note,Dans ce travail, nous avons cherché à déterminer si l’amélioration de la vitesse de réaction par des espèces « chargées » pouvait être un phénomène général et à expliquer la base théorique d’une telle stimulation électrostatique. Notre article montre que les vitesses de réaction peuvent être contrôlées dans plusieurs ordres de grandeur en ajustant la taille et la distribution spatiale de la charge électrique du catalyseur« .
Comment ça marche? La présentation de la coenzyme A (CoA) ou de la coenzyme A substituée (CoA-M) à des composés de charges opposées perturbe la répulsion entre la CoA et la CoA-M chargée négativement. Lorsque le volume des composés ajoutés est égal ou supérieur à la longueur de Debye, les molécules chargées négativement à certaines concentrations négligent la répulsion de celles chargées positivement et se rapprochent. Ainsi, le composé ajouté exerce les forces répulsives des molécules, faisant de ce processus un état particulier de catalyse. Les chercheurs ont également testé l’hybridation d’ADN sensible aux ions pour déterminer si l’effet décrit fonctionne pour des processus plus complexes. Semblable à la réaction de CoA et CoA-M, les composés chargés positivement accélèrent la vitesse de réaction, confirmant la nature électrostatique de la catalyse.
« Nous accélérons la réaction chimique dans l’eau 5 millions de fois en utilisant une approche inhabituelle mais simple, un tensioactif chargé positivement (pratiquement sans savon). Ce phénomène est mis en évidence dans l’interaction covalente entre deux coenzymes A et la formation d’un complexe non covalent – ADN duplex. Nous encourageons les chimistes et les biochimistes à accélérer d’autres réactions prolongées entre composés chargés qu’ils ont observées. De plus, nos découvertes pourraient ouvrir la voie à des réactions spécifiques dans l’eau avec des tensioactifs qui ont maintenant été réalisées dans des solvants organiques. » affirme le Dr. Grzegorz Bubak.
Étant donné que les micelles de chlorure de cétrimonium (CTAC), de chlorure de benzéthonium (BTC) et de chlorure de cétylpyridinium (CPC) sont beaucoup plus grandes que les autres composés et tensioactifs polychargés, leur charge de surface en fait un « point de contact » pour d’autres molécules. Cet effet est observé dans les réactions chimiques et la dimérisation de l’ADN, y compris l’interaction de deux molécules chargées négativement. Par conséquent, cet effet catalytique unique peut également être obtenu par des processus physiques qui favorisent le transport des molécules. Les résultats expérimentaux présentés par les chercheurs prouvent que la vitesse de réaction élevée est directement liée à la charge de surface du catalyseur dans le système. Ainsi, le contrôle des charges d’un composé permet de contrôler la cinétique de certains processus.
Le Dr Bowie Zook déclare : «Les résultats expérimentaux ont guidé un modèle théorique prédictif. Le mécanisme catalytique est l’augmentation du taux de rencontres avec le substrat. Nous sommes convaincus que cela s’applique également à d’autres particules. «
Cette percée nous rapproche des futures applications de détection pour détecter des ions spécifiques dans des solutions très diluées ou des interactions entre des molécules spécifiques. Les chercheurs soulignent également l’importance de la collaboration interdisciplinaire. Leurs découvertes combinées ouvrent la porte au contrôle des réactions chimiques, même à petite échelle.
Ce travail a été soutenu par le National Science Centre, Pologne, sous Grant Preludium Bis 2020/39/O/ST4/00877, ainsi que la Simons Collaboration on the Origins of Life (SCOL; prix 477123), Spinoza Grant de l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique (NWO). ), le programme de recherche et d’innovation de l’Union européenne Horizon 2020 dans le cadre de la convention de subvention Marie Skłodowska-Curie n° 847413, ministre des Sciences et de l’Enseignement supérieur intitulé « PMW » en 2020-2024 ; accord n° 5005/H2020-MSCA-COFUND/2019/2.
Articles scientifiques:
A. Kowalski, K. Bielec, G. Bubak, PJ Zuk, M. Czajkowski, V. Sashuk, WTS Huck, JM Antosiewicz et R. Holyst
Nature Communications, volume 13, numéro d’article : 6451 (2022)
DOI : https://doi.org/10.1038/s41467-022-34182-z
magazine
Communication Nature
Le titre de l’article
Un criblage efficace de la répulsion coulombienne dans l’eau accélère les réactions des composés chargés en grand nombre
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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.
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. »
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
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.
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.
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.
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.
« 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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