SCIENCES ENERGIES ENVIRONNENT/W39/SEJOUR A PRINCETON

l 'auteur est l homme a la canne !!

Il  n'y aura pas de traduction proposée aujourd'hui car les articles de SCIENCE X  concernaient majoritairement de sciences dont je ne   suis pas expert. Mes lecteurs me pardonneront de leur parler a la pl ace de mon séjour aux USA  et lundi il arrivera un nouvel envoi de

mon fournisseur.

Mon séjour dans ma famille ici a démarré par du Beau    temps et l'ouragan Ian n ' arrivera que ce soir ou demain et je présenterai quelques photos.....  

Si tout se passe bien j assisteraia une exopo de voitures  electriques

 Ce mois-ci14827

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT/W39/LE MONDE SELON LA PHSIQUE /HELAS !!!!

 

Ttraaduction du jour ;''Researchers answer fundamental question of quantum physics

by Michael Hallermayer, Universität Augsburg

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Des chercheurs répondent à une question fondamentale de la physique quantique

par Michael Hallermayer, Université d'Augsbourg

Représentation schématique de la dynamique à travers une transition de phase dans un modèle bidimensionnel spin-1/2. Dans l'état paramagnétique initial (en bas), les spins s'alignent sur la direction du champ magnétique transversal. Une mesure de la configuration de spin dans cet état le long de la direction de commande donnerait alors généralement un motif aléatoire de spins pointant vers le haut (cônes bleus) ou vers le bas (cônes rouges). Après une rampe lente à travers un point critique quantique, le système développe une superposition quantique de domaines ferromagnétiques, qui, lors de la mesure des configurations de spin le long de la direction d'ordre, produira généralement un effondrement sur une mosaïque de tels domaines (en haut). Sur la face avant, nous incluons la croissance de la plage de corrélation ferromagnétique en fonction du temps t à partir de t = −τQ au fur et à mesure que la rampe progresse à travers le régime critique avec le point critique situé à t = 0. La longueur de cicatrisation ξˆ qui détermine la taille des domaines dans le mécanisme de Kibble-Zurek (KZ) est définie au moment caractéristique où ∣∣t∣GS dépasse la vitesse maximale du son pertinent, c, dans le système. Crédit : Science Advances (2022). DOI : 10.1126/sciadv.abl6850

Une équipe internationale de physiciens, avec la participation de l'Université d'Augsbourg, a pour la première fois confirmé une prédiction théorique importante en physique quantique. Les calculs pour cela sont si complexes qu'ils se sont jusqu'à présent avérés trop exigeants, même pour les supercalculateurs. Cependant, les chercheurs ont réussi à les simplifier considérablement en utilisant des méthodes issues du domaine de l'apprentissage automatique. L'étude améliore la compréhension des principes fondamentaux du monde quantique. Il a été publié dans la revue Science Advances.

Le calcul du mouvement d'une seule boule de billard est relativement simple. Cependant, prédire les trajectoires d'une multitude de particules de gaz dans un vaisseau qui entrent constamment en collision, sont ralenties et déviées est beaucoup plus difficile. Mais que se passe-t-il s'il n'est même pas clair du tout à quelle vitesse chaque particule se déplace, de sorte qu'elles auraient d'innombrables vitesses possibles à un moment donné, ne différant que par leur probabilité ?

La situation est similaire dans le monde quantique : les particules mécaniques quantiques peuvent même avoir simultanément toutes les propriétés potentiellement possibles. Cela rend l'espace d'état des systèmes mécaniques quantiques extrêmement grand. Si vous souhaitez simuler la façon dont les particules quantiques interagissent les unes avec les autres, vous devez considérer leurs espaces d'états complets.

"Et c'est extrêmement complexe", déclare le professeur Dr. Markus Heyl de l'Institut de physique de l'Université d'Augsbourg. "L'effort de calcul augmente de façon exponentielle avec le nombre de particules. Avec plus de 40 particules, il est déjà si gros que même les supercalculateurs les plus rapides sont incapables d'y faire face. C'est l'un des grands défis de la physique quantique."

Les réseaux de neurones rendent le problème gérable

Pour simplifier ce problème, le groupe de Heyl a utilisé des méthodes du domaine de l'apprentissage automatique - les réseaux de neurones artificiels. Avec ceux-ci, l'état de la mécanique quantique peut être reformulé. "Cela le rend gérable pour les ordinateurs", explique Heyl.

En utilisant cette méthode, les scientifiques ont étudié une prédiction théorique importante qui est restée jusqu'à présent un défi exceptionnel : le mécanisme quantique de Kibble-Zurek. Il décrit le comportement dynamique des systèmes physiques lors de ce qu'on appelle une transition de phase quantique. Un exemple de transition de phase du monde macroscopique et plus intuitif est la transition de l'eau à la glace. Un autre exemple est la démagnétisation d'un aimant à haute température.

Si vous procédez dans l'autre sens et que vous refroidissez le matériau, l'aimant recommence à se former en dessous d'une certaine température critique. Cependant, cela ne se produit pas uniformément sur l'ensemble du matériau. Au lieu de cela, de nombreux petits aimants avec des pôles nord et sud alignés différemment sont créés en même temps. Ainsi, l'aimant résultant est en fait une mosaïque de nombreux aimants différents et plus petits. Les physiciens disent aussi qu'il contient des défauts.

Le mécanisme de Kibble-Zurek prédit combien de ces défauts sont attendus (en d'autres termes, de combien de mini-aimants le matériau sera finalement composé). Ce qui est particulièrement intéressant, c'est que le nombre de ces défauts est universel et donc indépendant des détails microscopiques. En conséquence, de nombreux matériaux différents se comportent exactement de la même manière, même si leur composition microscopique est complètement différente.

Le mécanisme de Kibble-Zurek et la formation des galaxies après le Big Bang

Le mécanisme Kibble-Zurek a été introduit à l'origine pour expliquer la formation de la structure dans l'univers. Après le Big Bang, l'univers était initialement complètement homogène, ce qui signifie que la matière hébergée était parfaitement répartie. Pendant longtemps, on ne sait pas comment des galaxies, des soleils ou des planètes ont pu se former à partir d'un état aussi homogène.

Dans ce contexte, le mécanisme de Kibble-Zurek fournit une explication. Au fur et à mesure que l'univers se refroidissait, des défauts se sont développés de la même manière que les aimants. En attendant, ces processus dans le monde macroscopique sont bien compris. Mais il existe un type de transition de phase pour lequel il n'a pas encore été possible de vérifier la validité du mécanisme, à savoir les transitions de phase quantiques déjà évoquées précédemment. "Ils n'existent qu'au point de température zéro absolu de -273 degrés Celsius", explique Heyl. "Ainsi, la transition de phase ne se produit pas pendant le refroidissement, mais par des changements dans l'énergie d'interaction - vous pourriez peut-être penser à faire varier la pression."

Les scientifiques ont maintenant simulé une telle transition de phase quantique sur un supercalculateur. Ils ont ainsi pu montrer pour la première fois que le mécanisme de Kibble-Zurek s'applique également au monde quantique. "Ce n'était en aucun cas une conclusion évidente", déclare le physicien d'Augsbourg. "Notre étude nous permet de mieux décrire la dynamique des systèmes mécaniques quantiques de nombreuses particules et donc de comprendre plus précisément les règles qui régissent ce monde exotique."

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CMMENTAIRES

J'ignorais tout dul mécanisme de Kibble-Zurek et ne peux me permettrre d émettreun jugement critique sur la pertinence de ce travail

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Explore further

New fur for the quantum cat: Entanglement of many atoms discovered for the first time

More information: Markus Schmitt et al, Quantum phase transition dynamics in the two-dimensional transverse-field Ising model, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.abl6850

Journal information: Science Advances 

Provided by Universität Augsburg

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT/W39/LA MISSION DART

NASA to deflect asteroid in key test of planetary defense

by Issam AHMED

Ttraaduction du jour ;''''NASA gears up to deflect asteroid, in key test of plane4tary defense

by Issam AHMED

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''La NASA va dévier un astéroïde lors d'un test clé de défense planétaire

par Issam AHMED

Un homme est assis à son poste de travail au sein du Centre des opérations de mission pour le vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test), qui approche rapidement de sa cible.

La NASA tentera lundi un exploit que l'humanité n'a jamais accompli auparavant: frapper délibérément par  un vaisseau spatial dans un astéroïde 

pour dévier légèrement son orbite, dans un test clé dedémonstration de  notre capacité à empêcher les 

objets cosmiques de dévaster la vie sur Terre.

Le vaisseau spatial DART (Double Asteroid Redirection Test) a été lancé depuis la Californie en novembre dernier et se rapproche rapidement de sa cible, qu'il atteindra à environ 14 000 miles (22 500 kilomètres) par heure.

"C'est le compte à rebours final de la collision cosmique", a tweeté le contrôle de mission du Johns Hopkins Applied Physics Laboratory dans le Maryland.

Certes, ni l'astéroïde lunaire Dimorphos, ni le grand frère sur lequel il orbite, appelé Didymos, ne représentent une menace alors que la paire fait une boucle autour du Soleil, passant à environ sept millions de kilomètres de la Terre à l'approche la plus proche.

Mais la NASA a jugé l'expérience importante à réaliser avant qu'un besoin réel ne soit découvert.

Si tout se passe comme prévu, l'impact entre le vaisseau spatial de la taille d'une voiture et l'astéroïde de 530 pieds (160 mètres ou deux statues de la Liberté) devrait avoir lieu à 19 h 14, heure de l'Est (23 h 14 GMT), visible sur un flux en direct de la NASA. .

En frappant Dimorphos de front, la NASA espère le pousser sur une orbite plus petite, réduisant de dix minutes le temps qu'il faut pour encercler Didymos, qui est actuellement de 11 heures et 55 minutes - un changement qui sera détecté par les télescopes au sol dans les jours ou semaines à venir.

L'expérience de preuve de concept concrétisera ce qui n'a été tenté auparavant que dans la science-fiction, notamment dans des films tels que "Armageddon" et "Don't Look Up".

Techniquement difficile

Alors que l'engin se propulse dans l'espace, volant de manière autonome pour la phase finale de la mission, son système de caméra commencera à transmettre les toutes premières images de Dimorphos.

Quelques minutes plus tard, un satellite de la taille d'un grille-pain appelé LICIACube, qui s'est déjà séparé de DART il y a quelques semaines, passera près du site pour capturer des images de la collision et des éjectas, la roche pulvérisée projetée par l'impact.

Les photos de LICIACube seront renvoyées dans les prochaines semaines et mois.

Surveille également l'événement : un réseau de télescopes, à la fois sur Terre et dans l'espace, y compris le James Webb récemment opérationnel, qui pourraient être en mesure de voir un nuage de poussière éclairant.

Enfin, une image complète de ce à quoi ressemble le système sera révélée lorsqu'une mission de l'Agence spatiale européenne appelée Hera dans quatre ans arrivera pour étudier la surface de Dimorphos et mesurer sa masse, que les scientifiques ne peuvent actuellement que deviner.

Si DART réussit, alors c'est un premier pas vers un monde capable de se défendre contre une future menace existentielle, a déclaré la planétologue Nancy Chabot.

En cours de préparation

Parmi les milliards d'astéroïdes et de comètes de notre système solaire, très peu sont considérés comme potentiellement dangereux pour notre planète, et aucun n'est attendu dans les cent prochaines années.

Mais "je vous garantis que si vous attendez assez longtemps, il y aura un objet", a déclaré Thomas Zurbuchen de la NASA.

Nous savons que d'après les archives géologiques, par exemple, l'astéroïde Chicxulub de six milles de large a frappé la Terre il y a 66 millions d'années, plongeant le monde dans un long hiver qui a conduit à l'extinction massive des dinosaures ainsi que de 75 % de toutes les espèces.

Un astéroïde de la taille de Dimorphos, en revanche, n'aurait qu'un impact régional, comme la dévastation d'une ville, mais avec une force plus grande que n'importe quelle bombe nucléaire de l'histoire.

La quantité d'élan que DART confère à Dimorphos dépendra du fait que l'astéroïde est une roche solide ou plutôt un "tas d'ordures" de rochers liés par une gravité mutuelle - une situation qui n'est pas encore connue.

La forme de l'astéroïde n'est pas non plus connue, mais les ingénieurs de la NASA sont convaincus que le système de guidage SmartNav de DART atteindra sa cible.

S'il échoue, la NASA aura un autre tir dans deux ans, le vaisseau spatial contenant juste assez de carburant pour un autre passage.

Mais si elle réussit, la mission marquera le premier pas vers un monde capable de se défendre d'une future menace existentielle.

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COMMENTAIRES

Ce test est captivant tant les incertitues

e xpérimentales sont grandes.. Le  texte les explique trés clairement:il s'agit d ' un transfert  d'énergie cinmétique .

Autrement dit  sans apport d 'explosif 

Le choc a eu lieu et c 'est un  premier succes

 NASA dépouille les obsrvations

A SUIVRE

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SCIENCES ENERGIESENVIRONNEMENT.WEEK39.CORDIAL SALUT AUX LECTEURS DEPUISLES USA

    Walking    on Nassau Street Princeton  NJ   USA

NEXT TO BE TRANSLATED:''NASA gears up to deflect

 asteroid, in key test of plane4tary defense

by Issam AHMED

sciences energies environnemen :le mond selon la physique :w39/ENCELADE

 

esearcher helps identify new evidence for habitability in ocean of Saturn's moon Enceladus

by Southwest Research Institute

Ttraaduction du jour ;''Researcher helps identify new evidence for habitability in ocean of Saturn's moon Enceladus''by Southwest Research Institute

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''Un chercheur aide à identifier de nouvelles preuves d'habitabilité dans l'océan de la lune Encelade de Saturne

par l'Institut de recherche du sud-ouest

Le scientifique principal du SwRI, le Dr Christopher Glein, a contribué à de nouvelles découvertes selon lesquelles le phosphore sous forme d'orthophosphate (par exemple, HPO42-) est probablement abondant dans l'océan souterrain de la lune Encelade de Saturne. Un océan de soude ou alcalin (contenant du NaHCO3 et/ou du Na2CO3) à l'intérieur d'Encelade interagit géochimiquement avec un noyau rocheux. La modélisation indique que cette interaction favorise la dissolution des minéraux phosphatés, rendant l'orthophosphate facilement disponible pour une éventuelle vie dans l'océan. Parce que le phosphore est un ingrédient essentiel à la vie, cette découverte renforce les preuves d'habitabilité au sein de cette petite lune saturnienne. Crédit : Institut de recherche du sud-ouest

La recherche de vie extraterrestre est devenue plus intéressante alors qu'une équipe de scientifiques, dont le Dr Christopher Glein du Southwest Research Institute, a découvert de nouvelles preuves d'un élément clé de la vie dans l'océan souterrain de la lune Encelade de Saturne. Une nouvelle modélisation indique que l'océan d'Encelade devrait être relativement riche en phosphore dissous, un ingrédient essentiel à la vie.

"Encelade est l'une des principales cibles de la recherche de la vie par l'humanité dans notre système solaire", a déclaré Glein, un expert de premier plan en océanographie extraterrestre. Il est co-auteur d'un article dans les Actes de l'Académie nationale des sciences décrivant cette recherche. "Dans les années qui ont suivi la visite du vaisseau spatial Cassini de la NASA dans le système Saturne, nous avons été à plusieurs reprises époustouflés par les découvertes rendues possibles par les données collectées."

Le vaisseau spatial Cassini a découvert l'eau liquide souterraine d'Encelade et a analysé des échantillons lorsque des panaches de grains de glace et de vapeur d'eau ont éclaté dans l'espace à partir de fissures dans la surface glacée de la lune.

"Ce que nous avons appris, c'est que le panache contient presque toutes les exigences de base de la vie telle que nous la connaissons", a déclaré Glein. "Alors que l'élément bioessentiel phosphore n'a pas encore été identifié directement, notre équipe a découvert des preuves de sa disponibilité dans l'océan sous la croûte glacée de la lune."

L'une des découvertes les plus profondes de la science planétaire au cours des 25 dernières années est que les mondes avec des océans sous une couche de glace en surface sont courants dans notre système solaire. Ces mondes incluent les satellites glacés des planètes géantes, comme Europe, Titan et Encelade, ainsi que des corps plus éloignés comme Pluton. Des mondes comme la Terre avec des océans de surface doivent résider dans une plage étroite de distances de leurs étoiles hôtes pour maintenir les températures qui supportent l'eau liquide de surface. Les mondes océaniques intérieurs, cependant, peuvent se produire sur une gamme de distances beaucoup plus large, augmentant considérablement le nombre de mondes habitables susceptibles d'exister à travers la galaxie.

"La quête de l'habitabilité extraterrestre dans le système solaire a changé d'orientation, car nous recherchons maintenant les éléments constitutifs de la vie, y compris les molécules organiques, l'ammoniac, les composés soufrés ainsi que l'énergie chimique nécessaire pour soutenir la vie", a déclaré Glein. "Le phosphore présente un cas intéressant car des travaux antérieurs suggéraient qu'il pourrait être rare dans l'océan d'Encelade, ce qui assombrirait les perspectives de vie."

Le phosphore sous forme de phosphates est vital pour toute vie sur Terre. Il est essentiel à la création d'ADN et d'ARN, de molécules porteuses d'énergie, de membranes cellulaires, d'os et de dents chez les humains et les animaux, et même au microbiome marin du plancton.

Les membres de l'équipe ont effectué une modélisation thermodynamique et cinétique qui simule la géochimie du phosphore sur la base des informations de Cassini sur le système océan-fond marin sur Encelade. Au cours de leurs recherches, ils ont développé le modèle géochimique le plus détaillé à ce jour sur la façon dont les minéraux du fond marin se dissolvent dans l'océan d'Encelade et ont prédit que les minéraux de phosphate y seraient exceptionnellement solubles.

"La géochimie sous-jacente a une simplicité élégante qui rend inévitable la présence de phosphore dissous, atteignant des niveaux proches ou même supérieurs à ceux de l'eau de mer de la Terre moderne", a déclaré Glein. "Ce que cela signifie pour l'astrobiologie, c'est que nous pouvons être plus sûrs qu'auparavant que l'océan d'Encelade est habitable."

Selon Glein, la prochaine étape est claire : "Nous devons retourner à Encelade pour voir si un océan habitable est réellement habité."

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CMMENTAIRES

E celade es le nom d 'un des géants de la mythlogie grecque et c est un nom bien trop glorieux pour une petite lune de 500 km de diamère (la notre fait dans les 3000);

S 'il m était posible de risquerune hypothèse ce serait  au mieux une habitabilé  pour  des bacteries extrèmophiles??????

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Theoretical model suggests saltiness of Enceladus's oceans may be right to sustain life

More information: "Abundant phosphorus expected for possible life in Enceladus's ocean", Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2201388119

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences 

Provided by Southwest Research Institute 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT /TRANSLATON PTOGRAM FOR THE WEEK30

 1:

Compact electron accelerator reaches new speeds with nothing but light

by Dina Genkina, University of Maryland

4/

Researchers answer fundamental question of quantum physics

by Michael Hallermayer, Universität Augsburg

2:

NASA gears up to deflect asteroid, in key test of plane4tary defense

by Issam AHMED

3/

Researcher helps identify new evidence for habitability in ocean of Saturn's moon Enceladus

4/

Researchers answer fundamental question of quantum physics

by Michael Hallermayer, Universität Augsburg

5/

SCIECES ETC

 TOUT FONCTIONNE ICI RDV CE SOIR DEPUIS LES USA

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT.LE MONDE SELON LA PHYSIQUE ;week 39/H2FROMH2O

Les  textes à venir seront diffusés depuis les USA  si je réussis à y   retrouver

un pc  et mes  moyens habituels .

TRADUCTION DU JOUR :'7/Producing hydrogen from seawater

by Colleen MacPherson, Canadian Light Source

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Produire de l'hydrogène à partir de l'eau de mer

par Colleen MacPherson, Centre canadien de rayonnement synchrotron

Crédit : ACS Nano (2022). DOI : 10.1021/acsnano.2c03877

Dans ses recherches sur l'ingénierie des tissus osseux, la Dre Marta Cerruti a travaillé pendant des années avec le graphène, une seule feuille d'atomes de carbone aux propriétés incroyables : la conductivité électrique et la capacité de supporter un poids énorme. Maintenant, sa quête pour améliorer ses qualités a ouvert la porte à une solution possible à l'un des défis de la production d'hydrogène à partir de l'eau de mer.

Cerruti, professeur de génie des matériaux à l'Université McGill, a expliqué que même si le graphène est structurellement sain, "une feuille d'atomes n'est pas quelque chose avec laquelle on peut facilement travailler". En fait, empiler les feuilles ne donne 

essentiellement qu'

une mine de crayon.

À la recherche d'un moyen de créer une structure facile à manipuler, le doctorat de Cerruti. L'étudiant Yiwen Chen a combiné du graphène avec de l'oxygène dans une suspension avec de l'eau pour créer de l'oxyde de graphène réduit (GO), un échafaudage poreux, tridimensionnel et électriquement conducteur. Cerruti a suggéré une autre modification, avec des flocons de GO empilés sur les parois des pores, "ce qui nous a permis d'exploiter une autre propriété intéressante du GO : il crée une membrane qui laisse passer l'eau mais pas d'autres molécules".

Lorsqu'elle a sollicité son équipe pour obtenir des suggestions sur la meilleure façon de tester le nouvel échafaudage, Gabriele Capilli, une chercheuse postdoctorale dans son laboratoire, a suggéré l'électrolyse de l'eau de mer, un processus similaire à d'autres sur lesquels il a travaillé pendant son doctorat. Il s'avère que le nouvel "échafaudage sélectif" GO a le potentiel d'améliorer le processus de production d'hydrogène à partir de l'océan. Les découvertes de l'équipe ont été publiées récemment dans la revue ACS Nano.

Dans l'électrolyse conventionnelle, les ions chlorure de l'eau de mer pénètrent dans l'électrode et interagissent avec le catalyseur, créant des ions hypochlorite, un sous-produit indésirable qui empoisonne le catalyseur, a expliqué Cerruti. En utilisant l'imagerie par contraste de phase aux rayons X à la Source lumineuse canadienne de l'Université de la Saskatchewan, Chen a confirmé que l'échafaudage GO avait la bonne structure, avec des pores GO fermés renfermant des nanoparticules d'oxyde de cobalt comme catalyseur. "Nous avons vu ce que nous voulions voir." Des tests électrochimiques effectués dans le laboratoire du collaborateur Thomas Szkopek (génie électrique, McGill) ont confirmé que l'échafaudage fonctionnait comme prévu pour bloquer les ions indésirables.

"Les gens ont essayé diverses choses pour empêcher le chlorure d'entrer, mais personne n'a pensé à l'idée qu'en utilisant GO, l'électrode elle-même, toute son architecture, pourrait empêcher l'oxydation du chlorure qui produit des hypochlorites."

Le prochain défi, a-t-elle dit, sera de passer à l'échelle pour produire en masse la membrane GO. Mais quand cela est résolu, "il y a beaucoup de possibilités. Cela pourrait être utilisé pour d'autres réactions où vous ne voulez pas d'interférence de certaines molécules. Tout dépendra de votre imagination."x

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COPMMENTAIRES ;Ce n 'est

pas la premiere fois que je présente ici de tels travaux (tirer monts et merveilles du graphéne )

Je me permet de douter  d une extension industrielle  

 Pourquoi??

Combiencoûte 1 kg de graphène ?

Le prix actuel de la poudre de graphène varie entre 50 et 200 USD/kg, en fonction de la qualité et du volume d'achat.Prix évalué a la date du 9

juillet 2017

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A promising new approach to rebuild bone tissue

More information: Gabriele Capilli et al, Selective Catalytic Electro-Oxidation of Water with Cobalt Oxide in Ion Impermeable Reduced Graphene Oxide Porous Electrodes, ACS Nano (2022). DOI: 10.1021/acsnano.2c03877

Journal information: ACS Nano 

Provided by Canadian Light Source 

  

 

/38LE MONDE SELON LA PHYSIQUE/SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENY .WEEK 38/INCERTITUDES POLAIRES ...!

TRADUCTION DU JOUR :'Are we missing a crucial component of sea-level rise?

by Stanford University

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Passons-nous à côté d'un élément crucial de l'élévation du niveau de la mer ?

par l'Université de Stanford

photo Crédit

h/CC0

Les efforts récents utilisant la modélisation informatique pour comprendre comment la fonte des glaces en Antarctique affectera les océans de la planète se sont concentrés sur la géométrie, la fracture et la fonte de la surface de la calotte glaciaire, des processus qui pourraient potentiellement déclencher ou accélérer la perte de masse de la calotte glaciaire. Maintenant, des chercheurs de l'Université de Stanford ont identifié un processus supplémentaire qui pourrait avoir un effet tout aussi significatif sur l'avenir de la calotte glaciaire : le dégel du lit, connu sous le nom de dégel basal, à l'interface de la terre et de la calotte glaciaire d'une épaisseur de plusieurs kilomètres au-dessus.

La nouvelle étude identifie les zones qui ne perdent pas actuellement de grandes quantités de masse, mais qui pourraient être sur le point de correspondre à certains des plus grands contributeurs à l'élévation du niveau de la mer, comme le glacier Thwaites, si elles dégelaient. L'Antarctique a à peu près la taille des États-Unis et les régions sensibles comprennent une zone plus grande que la Californie. La recherche a été publiée le 14 septembre dans Nature Communications.

"Vous ne pouvez pas nécessairement supposer que partout où ce qui est actuellement gelé restera gelé", a déclaré Dustin Schroeder, auteur principal de l'étude, professeur agrégé de géophysique à la Stanford Doerr School of Sustainability. "Ces régions peuvent être des contributeurs potentiels sous-estimés."

Des suspects inhabituels

Les simulations ont été construites sur des travaux théoriques récents montrant que le dégel basal pouvait se produire sur de courtes échelles de temps. À l'aide de modèles numériques de calotte glaciaire, les co-auteurs de l'étude ont testé des hypothèses quant à savoir si le début d'un tel dégel pourrait entraîner une perte de glace importante sur une période de 100 ans. Ils ont découvert que le déclenchement du dégel entraînait une perte de masse dans des régions de la calotte glaciaire qui ne sont généralement pas associées à l'instabilité et aux contributions du niveau de la mer à cette échelle de temps.

"Il n'y a vraiment eu que peu ou pas de travaux à l'échelle continentale qui examinent le début du dégel - cette transition de la glace gelée à la glace au point de fusion, où un peu d'eau au niveau du lit peut faire glisser la glace", a déclaré auteur principal de l'étude Eliza Dawson, titulaire d'un doctorat. étudiant en géophysique. "Nous voulions savoir quelle pourrait être l'ampleur de l'effet du dégel et quelles régions de la calotte glaciaire étaient potentiellement les plus sensibles."

Les chercheurs ont modélisé les changements de température à la base de l'Antarctiqueselon les changements de friction causés par le glissement de la calotte glaciaire sur la terre en dessous. Les simulations ont révélé qu'en Antarctique oriental, qui est actuellement considéré comme une région relativement stable par rapport à l'Antarctique occidental, les zones Enderby-Kemp et George V Land seraient les plus sensibles au dégel de leurs lits. Au sein de George V Land, ils ont également souligné que le bassin de Wilkes était capable de devenir un contributeur majeur au niveau de la mer en cas de dégel - une caractéristique de taille comparable à celle du glacier Thwaites en évolution rapide et probablement instable dans l'Antarctique occidental.

"Toute la communauté se concentre vraiment sur Thwaites en ce moment", a déclaré Schroeder, qui est également professeur agrégé de génie électrique. "Mais certaines des régions qui sont les suspects habituels des changements importants et percutants ne sont pas les zones les plus provocantes et les plus percutantes de cette étude."

La température compte

En raison de l'emplacement et des conditions extrêmes de l'Antarctique, les informations sur la calotte glaciaire sont rares. On en sait encore moins sur le terrain sous sa façade gelée.

"Mesurer le lit est un effort énorme dans ces endroits reculés - nous avons la technologie pour le faire, mais vous devez vraiment choisir l'endroit, et parfois cela prend des années, et des camps sur le terrain, et un équipement spécial pour aller le faire", Schroeder a dit. « C'est difficile et coûteux.

Pour combler les lacunes en matière d'information, les chercheurs se sont appuyés sur la physique du glissement de la glace, c'est-à-dire sur la façon dont les changements de température affectent la façon dont la calotte glaciaire coule et évolue. Dans le cadre de travaux ultérieurs, les auteurs prévoient de développer et d'appliquer des approches d'analyse radar pour étudier la température du lit de la calotte glaciaire dans ces zones critiques.

"Vous devez connaître les régions où cela compte, et c'est la contribution transformatrice de l'article d'Eliza", a déclaré Schroeder. "Il pose ces questions générales : est-ce important ? Et si cela compte, où ? Nous espérons que cette approche donnera à la communauté des priorités sur où chercher et pourquoi, et évitera de descendre dans des impasses."

Des géants endormis ?

Les scientifiques ne savent pas actuellement quelles forces sont les plus capables de déclencher le dégel au niveau du lit profond

dans les régions potentiellement sensibles identifiées dans cette étude, ni dans quel délai ils pourraient le faire. Un moteur possible pourrait être l'évolution des conditions océaniques, ce qui est le cas ailleurs en Antarctique.

"L'eau chaude de l'océan n'atteint pas nécessairement ces régions de l'Antarctique de l'Est comme c'est le cas dans certaines parties de l'Antarctique de l'Ouest, mais elle est proche, donc il y a un potentiel qui pourrait changer", a déclaré Schroeder. "Lorsque vous considérez les travaux théoriques récents montrant que les processus thermiques au niveau du lit peuvent être faciles à activer - même spontanés - cela fait que la décongélation à court terme du lit de la calotte glaciaire semble être un interrupteur beaucoup plus facile à activer que nous ne le pensions. "

L'étude montre que la mesure, la compréhension et la modélisation de la température à la base des calottes glaciaires sont importantes pour comprendre notre avenir, car la plus grande incertitude dans les projections d'élévation du niveau de la mer 

réside  essentielement dans la

contribution des processus qui peuvent modifier le comportement des calottes glaciaires massives comme Groenland et Antarctique.

"Des travaux de suivi seront nécessaires pour examiner de plus près ces régions identifiées par ce document", a déclaré Dawson. "Montrer que le dégel au niveau du lit peut entraîner une perte de masse de la calotte glaciaire est un processus que la communauté doit comprendre et vraiment commencer à examiner, en particulier dans ces zones potentiellement vulnérables."

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COMMENTAIRES

Durant la semaine du 14 mars 2022, le thermomètre a atteint des sommets en Antarctique. Les températures enregistrées étaient de 30 degrés au-dessus  des valeurs

saisonnières !

Comment peut-on expliquer cette hausse record ? C'est du jamais vu à la base de recherche Concordia, perchée à 3.000 mètres d'altitude.

 Mais j' ignore quelle es l '

epaisseur de la glace  à cette station  et si l '

eau  qui fond en surface  peut atteindre le lit 

profond -le sol

rocheux dessous sans regeler   ???C 'est pourquoi le modèle de glissement de la glace sur le sol  est a vérifier 

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The world's biggest ice sheet is more vulnerable to global warming than scientists previously thought

More information: Ice mass loss sensitivity to the Antarctic ice sheet basal thermal state, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32632-2

Journal information: Nature Communications 

Provided by Stanford University 

 

 

SCIENCES ENERGIES ENVIRONNEMENT /LE MONDE SELON LA PHYSIQUE /W38 /PISTOLET A DEPOLLUER !!

 

TRADUCTION DU JOUR :''Researchers develop a reactor that can destroy 'forever chemicals'

by Sarah McQuate, University of Washington

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Des chercheurs développent un réacteur capable de détruire des "produits chimiques pour toujours"

par Sarah McQuate, Université de Washington

Le mois dernier, l'Environmental Protection Agency des États-Unis a proposé de donner à deux des produits chimiques pour toujours les plus courants, connus sous le nom de PFOA et PFOS, une désignation de "superfonds", ce qui permettrait à l'EPA de les suivre plus facilement et de planifier des mesures de nettoyage.

Les nettoyages seraient évidemment plus efficaces si les produits chimiques éternels pouvaient être détruits au cours du processus, et de nombreux chercheurs ont étudié comment les décomposer. Maintenant, une équipe de chercheurs de l'Université de Washington a une nouvelle façon de détruire à la fois le PFOA et le PFOS. Les chercheurs ont créé un réacteur capable de décomposer complètement les produits chimiques difficiles à détruire en utilisant de l'« eau supercritique », qui se forme à haute température et pression. Cette technologie pourrait aider à traiter les déchets industriels, à détruire les produits chimiques concentrés pour toujours qui existent déjà dans l'environnement et à traiter les anciens stocks, tels que les produits chimiques pour toujours dans la mousse anti-incendie.

L'équipe a publié ces résultats dans Chemical Engineering Journal.

UW News s'est entretenu avec l'auteur principal Igor Novosselov, professeur agrégé de recherche en génie mécanique à l'UW, pour en savoir plus sur les détails.

Qu'est-ce que l'eau supercritique et comment peut-elle détruire ces molécules ?

Igor Novosselov : Notre réacteur chauffe l'eau très rapidement, mais il chauffe l'eau différemment que lorsque vous la faites bouillir pour des pâtes. Généralement, lorsque vous augmentez la température, l'eau bout et se transforme en vapeur. À partir de là, l'eau et la vapeur ne deviennent pas plus chaudes que 100 degrés Celsius (212 F).

Mais si vous comprimez l'eau, vous pouvez modifier cet équilibre et obtenir ce point d'ébullition à des températures beaucoup plus élevées. Si vous augmentez la pression, la température d'ébullition augmente. À un moment donné, l'eau ne passera pas du liquide à la vapeur. Au lieu de cela, vous atteindrez un point critique où l'eau atteindra un état différent de la matière, appelé la phase supercritique. Ici, l'eau n'est ni un liquide ni un gaz. C'est quelque chose entre les deux, et les lignes sont un peu floues .C 'est  quelque

chose comme un plasma où les molécules 

d'eau deviennent comme des particules ionisées. Ces molécules partiellement dissociées rebondissent à des températures élevées et à des vitesses élevées. C'est un environnement très corrosif et chimiquement agressif dans lequel les molécules organiques ne peuvent pas survivre.

Les produits chimiques qui survivent éternellement dans l'eau normale, tels que le SPFO et l'APFO, peuvent être décomposés dans l'eau supercritique à un taux très élevé. Si les conditions sont réunies, ces molécules récalcitrantes peuvent être complètement détruites, ne laissant aucun produit intermédiaire et ne produisant que des substances inoffensives, telles que le dioxyde de carbone, l'eau et les sels fluorés, qui sont souvent ajoutés à l'eau municipale et au dentifrice.

Comment avez-vous commencé à concevoir ce réacteur ?

Novosselov : Nous l'avons conçu à l'origine pour décomposer les agents de guerre chimique, qui sont également très difficiles à détruire. Il nous a fallu cinq ans pour fabriquer le réacteur. Il y avait des questions importantes telles que, comment pouvons-nous maintenir les choses à cette pression? A l'intérieur du réacteur, la pression est 200 fois plus élevée qu'au niveau de la mer. Une autre question que nous avions était : comment s'assurer que le réacteur s'allume et fonctionne à une température désignée en mode continu ? C'est devenu un projet d'ingénierie, mais après tout, nous sommes des ingénieurs.

Comment fonctionne le réacteur ?

Novosselov : Le tout se trouve à l'intérieur d'un épais tuyau en acier inoxydable d'environ un pied de long et un pouce de diamètre. Nous pouvons faire varier la température à l'intérieur pour déterminer la température à laquelle nous devons aller pour détruire complètement un produit chimique. Certains produits chimiques nécessitent 400 C (752 F), certains 650 C (1202 F).

Au sommet du réacteur, nous injectons en continu du carburant pilote, de l'air et le produit chimique que nous voulons détruire, par exemple : le PFOS, dans l'eau supercritique. Le carburant fournit la chaleur nécessaire pour que le mélange reste supercritique, et le SPFO se mélange rapidement à ce milieu agressif. Globalement, le temps de réaction est inférieur à une minute. Au fond du réacteur, le mélange est refroidi pour produire à la fois une décharge liquide et gazeuse. Nous pouvons analyser ce qu'il y a dans les phases liquide et gazeuse pour déterminer si nous avons détruit le produit chimique.

Qu'as-tu trouvé?

Novosselov : Nous avons fait la même expérience avec le PFOS et le PFOA, car les deux sont réglementés par l'EPA. Nous avons vu que le PFOA disparaît dans des conditions supercritiques douces (environ 400 degrés C ou 750 F), mais pas le PFOS. Il a fallu attendre que nous atteignions 610 degrés C (1130 F) pour voir la destruction du SPFO. À cette température, le SPFO et tous les intermédiaires ont été détruits en 30 secondes.

À des températures plus basses, les expériences sur le SPFO ont montré la formation d'une variété de molécules intermédiaires, y compris pour

le PFOA. Certains de ces produits de dégradation sont sortis en phase liquide, ce qui signifie qu'ils pourraient être présents dans les eaux usées des sites de fabrication qui utilisent toujours des produits chimiques. Mais d'autres intermédiaires sortent en phase gazeuse, ce qui est problématique car les émissions de gaz ne sont généralement pas réglementées. Ces molécules contiennent l'élément fluor, et nous savons que ces types de gaz contribuent aux effets de serre. À l'heure actuelle, nous n'avons aucun moyen de surveiller la pollution par les gaz en temps réel, et nous ne savons pas combien nous en produirions ni même leur composition chimique exacte.

Quelle est la suite de ce projet ?

Novosselov : Nous avons quelques prochaines étapes. Nous avons utilisé le réacteur pour voir à quel point il détruit d'autres produits chimiques pour toujours en plus du PFOS et du PFOA. Nous évaluons également dans quelle mesure cette technologie pourrait fonctionner pour des scénarios réels. Vous ne pouvez probablement pas traiter l'ensemble de l'océan comme ça, par exemple. Mais nous pourrions éventuellement l'utiliser pour traiter des problèmes existants, tels que les déchets chimiques permanents sur les sites de fabrication.

La contamination chimique permanente est un gros problème, et elle ne disparaîtra pas. Nous sommes ravis de travailler dessus et de collaborer avec les régulateurs et les principaux groupes du monde universitaire et de l'industrie pour trouver la solutioN

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COMMENTAIRES

La vie moderne   utilise la chimie du fluor  un peu partout   et par exemple l'

utilisation de PFOA dans la fabrication d'ustensiles de cuisine revêtus de téflon  .Le travail  purement technologique   décrit ici  est limité  mais pour l 'environnement il

est utile et interessant quoique  incomplet ....

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More information: Jianna Li et al, PFOS destruction in a continuous supercritical water oxidation reactor, Chemical Engineering Journal (2022). DOI: 10.1016/j.cej.2022.139063

Provided by University of Wash