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Une nouvelle technologie pourrait accélérer la voie vers les carburants solaires sans carbone du futur

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Des scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) ont démontré une nouvelle technique, similaire à un processus métabolique trouvé chez certaines bactéries, pour convertir le dioxyde de carbone (CO).2) en acétate liquide, un ingrédient clé dans la production de « lumière solaire liquide » ou combustible solaire par photosynthèse artificielle.

La nouvelle approche, rapportée dans stimuler la naturepeut aider à développer des alternatives neutres en carbone aux combustibles fossiles liés au réchauffement climatique et au changement climatique.

Ce travail est également la première démonstration d’un dispositif qui imite la façon dont ces bactéries synthétisent naturellement l’acétate à partir d’électrons et de dioxyde de carbone.2.

a déclaré l’auteur principal Beidong Yang, qui détient les titres de scientifique principal de la faculté du département de science des matériaux du laboratoire de Berkeley et de professeur de chimie et de science et génie des matériaux à l’UC Berkeley. « Tout ce que nous faisons dans mon laboratoire consiste à convertir le dioxyde de carbone2 Dans des produits bienfaisants inspirés de la nature. en termes d’atténuation du dioxyde de carbone2 les émissions et la lutte contre le changement climatique, cela fait partie de la solution. »

Depuis des décennies, les chercheurs savent qu’une voie métabolique chez certaines bactéries leur permet de digérer les électrons et le dioxyde de carbone2 pour produire de l’acétate, qui est une réaction pilotée par les électrons. Le chemin décompose le dioxyde de carbone2 molécules en deux groupes chimiques différents ou « asymétriques »: un groupe carbonyle (CO) ou un groupe méthyle (CH3). Les enzymes de cette voie de réaction activent le carbone dans le CO et le CH3 pour lier ou « coupler », ce qui conduit ensuite à une autre réaction catalytique aboutissant à l’acétate comme produit final.

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Les chercheurs dans le domaine de la photosynthèse artificielle voulaient développer des dispositifs qui imitent la chimie de la voie – appelée couplage asymétrique carbone-carbone – mais trouver des électrocatalyseurs artificiels qui fonctionnent aussi efficacement que les catalyseurs enzymatiques naturels des bactéries a été un défi.

« Mais nous avons pensé que si ces micro-organismes pouvaient faire cela, alors on devrait pouvoir imiter leur composition chimique en laboratoire », a déclaré Yang.

Développement de la photosynthèse artificielle à partir de cuivre avide de carbone

Le talent du cuivre pour convertir le carbone en de nombreux produits utiles a été découvert pour la première fois dans les années 1970. Sur la base de ces études antérieures, Yang et son équipe ont conclu que les dispositifs photosynthétiques artificiels équipés d’un catalyseur au cuivre devraient être capables de convertir le dioxyde de carbone.2 et l’eau en groupes méthyle et carbonyle, puis convertir ces produits en acétates. Ainsi, dans une expérience, Yang et son équipe ont conçu un prototype d’appareil avec une surface en cuivre ; Ensuite, ils ont exposé la surface du cuivre à de l’iodure de méthyle liquide (CH3I) et du gaz carbonique, et appliqué une polarisation électrique au système.

Les chercheurs ont émis l’hypothèse que le dioxyde de carbone collerait à la surface du cuivre, entraînant le couplage asymétrique du dioxyde de carbone et du méthane.3 Kits pour la production d’acétate. CH marqué isotope3Il a été utilisé dans des expériences pour suivre le cours de la réaction et les produits finaux. (Un isotope est un atome qui a plus ou moins de neutrons (particules non chargées) dans son noyau que les autres atomes de l’élément.)

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Et ils avaient raison. Des expériences analytiques chimiques menées dans le laboratoire de Yang à l’Université de Berkeley ont révélé que le couplage au cuivre des groupes carbonyle et méthyle donne non seulement de l’acétate, mais d’autres liquides précieux, notamment l’éthanol et l’acétone. Le traçage des isotopes a permis aux chercheurs de confirmer que l’acétate s’était formé par la combinaison de CO et de CH3.

Dans une autre expérience, les chercheurs ont fabriqué un matériau ultrafin à partir d’une solution de nanoparticules de cuivre et d’argent, mesurant chacune 7 nanomètres (milliardièmes de mètre) de diamètre. Les chercheurs ont ensuite conçu un autre prototype de dispositif, cette fois avec un matériau nanoparticulaire fin.

Comme prévu, la polarisation électrique a déclenché une réaction, conduisant les nanoparticules d’argent à convertir le CO2 en un groupe carbonyle, tandis que les nanoparticules de cuivre transformaient le dioxyde de carbone2 dans le groupe méthyle. Des analyses ultérieures dans le laboratoire de Yang ont révélé qu’une autre interaction (le couplage asymétrique souhaité) entre le CO et le CH3 Produits liquides composés tels que l’acétate.

Grâce à des expériences de microscopie électronique à la fonderie moléculaire, les chercheurs ont appris que les nanoparticules de cuivre et d’argent sont en contact étroit les unes avec les autres, formant des systèmes en tandem, et que les nanoparticules servaient de centre catalytique pour le couplage asymétrique.

Ces nanoparticules de cuivre et d’argent peuvent être couplées à des nanofils de silicium absorbant la lumière dans la conception future de systèmes de photosynthèse artificielle efficaces, a déclaré Yang.

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En 2015, Yang a co-dirigé une étude qui a démontré un système photosynthétique artificiel composé de nanofils semi-conducteurs et de bactéries qui utilisent l’énergie de la lumière du soleil pour produire de l’acétate à partir de dioxyde de carbone et d’eau. Cette découverte a des implications majeures pour un domaine en plein essor dans lequel les chercheurs ont passé des décennies à rechercher les meilleures réactions chimiques pour produire des rendements élevés de produits CO2 liquides.2.

La nouvelle étude fait progresser ces travaux antérieurs en démontrant un électrocatalyseur synthétique – des nanoparticules de cuivre et d’argent – qui « imite clairement ce que font les bactéries pour produire des produits liquides à partir de dioxyde de carbone ».2« , a déclaré Yang. Nous avons encore beaucoup de travail à faire pour l’améliorer, mais nous sommes ravis de son potentiel pour améliorer la photosynthèse artificielle. « 

Des chercheurs du Berkeley Lab et de l’UC Berkeley ont participé à l’étude.

Ce travail a été soutenu par le Bureau des sciences du ministère de l’Énergie.

La fonderie moléculaire est une installation utilisateur du bureau des sciences du département de l’énergie du laboratoire de Berkeley.

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Le pissenlit est l'une des fleurs sauvages les plus bénéfiques

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Le pissenlit est l'une des fleurs sauvages les plus bénéfiques


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À intervalles réguliers au cours de cet hiver plus chaud que la moyenne, nous avons vu de minuscules papillons écaille de tortue sortir de leurs coins d'hibernation pour voleter langoureusement près de la vitre dans une tentative désespérée de percer.

Il est peu probable qu’aucune de ces créatures qui parviennent à s’en sortir ne dure longtemps. Leur force est faible et leur réserve est légère. Les individus chanceux trouvent leur chemin vers un autre endroit sûr, mais pour la majorité, la décision de se lever tôt et d’explorer le monde sera leur perte.

Cette année, dans le but de sauver le plus de personnes possible, nous arrêtons ceux que nous trouvons ivres à cause du manque de soleil et les mettons au congélateur jusqu'à ce qu'ils soient sobres.

Il existe deux écoles de pensée à cet égard, voire plus. « Pourquoi mettriez-vous n’importe quel type de mouches dans le réfrigérateur ? » » se demande une femme, comme si la carapace de la pauvre petite tortue pouvait être porteuse d'une sorte de peste mortelle, ou risquait de gâter les tomates ou de manger le fromage.

La bonne nouvelle est que les papillons ne font aucune de ces choses. Cependant, nous n’ouvrons pas la porte et ne les laissons pas voler librement d’une étagère à l’autre. Non, ils vont dans un récipient en plastique propre, avec une serviette en papier pliée pour les aider à gérer leurs pieds sensibles. Je pense qu'il est utile d'avoir quelques trous d'aération dans le couvercle. Je sais que si j'étais attaché comme ça, je serais heureux avec eux.

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Des températures de quatre degrés Celsius sont idéales. Beaucoup plus bas, notre invité court le risque de geler, et si la température devient plus chaude, il lui sera difficile de dormir.

Il est encore trop tôt pour laisser partir quelqu'un, même s'il frappe fort à la vitre. Une fois qu’ils auront trouvé leur chemin vers le monde extérieur, la première chose dont ils auront besoin est un endroit pour manger.

Les premiers pissenlits ne tarderont pas à apparaître. Ce n’est que lorsque nous voyons ces soleils dorés miniatures orner les jardins et les allées que nous pouvons être sûrs que nos papillons sont capables de survivre avec leur liberté retrouvée. C'est seulement à ce moment-là que nous devrions songer à les expulser.

La fin de l’été dernier a vu l’un des meilleurs portails pour les minuscules papillons écaille de tortue dont nous profitons depuis des années. Ce sont les membres de cette dernière couvée qui seront les leaders de la génération 2024. Si un nombre important d’entre eux survivent jusqu’au printemps, nous aurons les bases d’une année papillon prospère, du moins pour cette espèce.

En ce qui concerne les pissenlits, c’est l’une des fleurs sauvages les plus bénéfiques que nous ayons. Chaque partie de cette plante peut être mangée. Les racines, les feuilles et les fleurs regorgent de nutriments et de vitamines. Les feuilles apparaissent déjà en bonne quantité. Ils sont à leur meilleur maintenant, avant que les premières fleurs ne commencent à arriver. Les jeunes feuilles de pissenlit consommées sont bien meilleures que n’importe quelle forme de salade que nous pouvons acheter. En fait, elle est étroitement liée à la laitue que l’on trouve dans les rayons des supermarchés.

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Une fois que les plantes commencent à fleurir, les feuilles, bien que comestibles, ont tendance à devenir astringentes et moins savoureuses. Réchauffées par le soleil, les fleurs sont particulièrement délicieuses, même si le calice vert de chaque fleur doit être retiré avant de la mettre dans une salade ou un sandwich.

Il convient de noter que d’autres créatures, dont beaucoup sont petites, trouvent également les fleurs de pissenlit bonnes à manger. Si nous laissons les fleurs se flétrir un peu, les insectes volants cachés parmi les minuscules pétales trouveront leur chemin.

Les racines étaient torréfiées et moulues pour obtenir une boisson riche comme le café. C'est ce que prétendent certains, même si la plupart de ceux qui ont essayé le café à la chicorée ne seraient probablement pas d'accord sur sa qualité. Sinon, faites rôtir les racines un peu moins longtemps et mangez-les comme des bébés panais. Peut-être que vous l'aimez. Peut-être que vous ne le ferez pas.

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Des scientifiques ont réussi à faire pousser en laboratoire la première paire de testicules au monde, ce qui pourrait aider à traiter l'infertilité

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(Gray News) Des chercheurs de l'université Bar-Ilan d'Israël ont réussi à créer des testicules artificiels en laboratoire pour aider à traiter l'infertilité sexuelle.

Selon l'étude, Une personne sur 6 souffre d’infertilité, et l’infertilité masculine représente 50 % des cas. Pour fabriquer cet organe artificiel, les scientifiques ont collecté des cellules testiculaires de souris nouveau-nées. Les cellules ont ensuite été cultivées en laboratoire pendant neuf semaines, suffisamment longtemps pour achever le processus de production de spermatozoïdes.

« Le testicule artificiel est un modèle prometteur pour la recherche fondamentale sur le développement et la fonction des testicules, qui pourrait se traduire par des applications thérapeutiques pour les troubles du développement sexuel et l'infertilité », a déclaré le chercheur Dr Nitzan Gonen.

Selon l'étude, 1 personne sur 6 souffre d'infertilité, tandis que l'infertilité chez les hommes...
Selon l'étude, une personne sur six souffre d'infertilité, et l'infertilité chez l'homme représente 50 % des cas.(Shelly Lev/Université Bar-Ilan)

L’équipe ne sait pas encore si les testicules nouvellement formés sont capables de produire des spermatozoïdes, mais ils ont remarqué des signes d’une production précoce de spermatozoïdes.

À l’avenir, les scientifiques envisagent de produire des organoïdes à partir d’échantillons humains. Les testicules produits à partir de cellules humaines pourraient aider les enfants traités contre le cancer. Le développement d’un cancer chez les garçons, suivi de chimiothérapie et de radiothérapie, laisse 1 personne sur 3 stérile.

Au-delà de la recherche fondamentale, l’étude suggère que les organoïdes testiculaires pourraient être utiles pour explorer les effets de l’exposition aux opioïdes, aux toxines et aux facteurs environnementaux connus pour avoir un impact négatif sur l’infertilité testiculaire.

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Les gonades mâles cultivées en laboratoire vont révolutionner la recherche sur la fertilité à l’Université Bar-Ilan

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Les gonades mâles cultivées en laboratoire vont révolutionner la recherche sur la fertilité à l’Université Bar-Ilan

La création d'organoïdes testiculaires cultivés en laboratoire par des scientifiques de l'Université Bar-Ilan représente une avancée majeure dans…

Image fluorescente d’organoïdes testiculaires créés à partir d’embryons de souris et incubés dans une boîte pendant 14 jours. —SWNS

Des scientifiques de l'Université Bar-Ilan, dirigés par le Dr Nitzan Gonen, ont réussi à créer des organoïdes testiculaires en laboratoire, marquant une avancée majeure dans la recherche sur la fertilité masculine. Géométrie intéressante mentionné.

Cette approche innovante, publiée en détail dans l'International Journal of Biological Sciences, offre le potentiel de transformer la médecine de la reproduction.

L’importance du testicule dans la santé reproductive masculine ne peut être surestimée, car il est responsable de la production de spermatozoïdes et de la synthèse de testostérone.

L'équipe du Dr Gonen a relevé le défi posé par le manque de modèles in vitro pour étudier le développement testiculaire en cultivant avec précision des testicules artificiels à l'aide de cellules dérivées de souris nouveau-nées.

Ces répliques miniatures imitent fidèlement la structure et la fonction normales du testicule, fournissant ainsi aux chercheurs un outil précieux pour étudier les complexités du développement et de la fonction des testicules. Bien qu’aucun spermatozoïde mature n’ait encore été produit, les organoïdes ont montré une longévité impressionnante en laboratoire, pouvant aller jusqu’à neuf semaines.

Le Dr Gonen souligne les implications considérables de cette recherche, en particulier dans l'amélioration des interventions thérapeutiques pour les troubles du développement sexuel et l'infertilité masculine. La prochaine étape consistera à améliorer la technologie utilisant des échantillons humains, dans le but de traduire ces résultats dans la pratique clinique.

À l’avenir, les chercheurs visent à utiliser des échantillons humains pour améliorer l’applicabilité de leurs travaux, ce qui pourrait contribuer à préserver la fertilité des personnes subissant un traitement contre le cancer.

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La création d’organoïdes testiculaires cultivés in vitro représente une avancée majeure dans le domaine de la médecine reproductive, offrant des opportunités sans précédent pour percer les secrets du développement testiculaire.

À mesure que la recherche progresse, les applications potentielles de la production d’organoïdes testiculaires dans des domaines tels que la préservation de la fertilité et les stratégies de traitement personnalisées suscitent l’anticipation.

Grâce aux efforts continus visant à améliorer cette technologie, la médecine reproductive est sur le point de réaliser des avancées transformatrices dans la compréhension et le traitement de la santé reproductive masculine.

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