{"id":1320,"date":"2019-06-23T16:03:53","date_gmt":"2019-06-23T14:03:53","guid":{"rendered":"http:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/?p=1320"},"modified":"2019-06-23T21:16:33","modified_gmt":"2019-06-23T19:16:33","slug":"lactualite-scientifique-de-jacques-histoire-deau-en-mai-2019","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/?p=1320","title":{"rendered":"L’actualit\u00e9 scientifique de Jacques. Histoire d’eau en mai 2019"},"content":{"rendered":"

Ce mois, vous n’aurez que la cr\u00e8me de la cr\u00e8me, ou plut\u00f4t, la flotte dans ses plus \u00e9tranges \u00e9tats. Je vibre \u00e0 ces lectures, et vous ?
\n– Premi\u00e8re observation de la glace X. Dans cet \u00e9tat qui n’existe qu’\u00e0 pression invraisemblable, les ions hydrog\u00e8ne ne sont plus li\u00e9s \u00e0 l’atome d’oxyg\u00e8ne. Ils circulent comme les \u00e9lectrons dans un m\u00e9tal. Il est possible que cette forme soit la forme dominante de l’eau dans l’univers.
\n– Le myst\u00e8re se l\u00e8ve sur la fameuse eau vitrifi\u00e9e du prix Nobel. Elle semblait myst\u00e9rieuse. L’\u00e9tude d’autres formes d’eau vitreuse sugg\u00e8re que \u00ab\u00a0notre\u00a0\u00bb eau vitrifi\u00e9e n’est que de l’eau liquide bloqu\u00e9e par le froid en cours de la transformation en glace.<\/p>\n

Courage, la culture n’a pas de no man’s land.<\/p>\n

02.05.2019 Nature 569,7754<\/strong><\/p>\n

– on passe<\/p>\n

 <\/p>\n

09.05.2019 Nature 569,7755<\/strong><\/p>\n

– 251 \u2013 5. H2O, HAUTE PRESSION, EAU SUPERIONIQUE .<\/p>\n

Une forme d\u2019eau imagin\u00e9e depuis longtemps mais jamais observ\u00e9e pr\u00e9c\u00e9demment.<\/u>Millot et al.<\/p>\n

Deux atomes d\u2019hydrog\u00e8ne attach\u00e9s par une forte liaison covalente \u00e0 un atome d\u2019oxyg\u00e8ne font une mol\u00e9cule d\u2019eau. Une mol\u00e9cule d\u2019eau attach\u00e9e \u00e0 une autre par la faible liaison hydrog\u00e8ne (H) forment la structure de base de toutes les formes de glace, d\u2019eau liquide ou d\u2019eau vitreuse. Le dessin ci-dessous est d\u2019ailleurs faux\u00a0; la liaison covalente est beaucoup plus courte que la liaison H\u00a0: un \u00c5 pour l\u2019une, deux pour l\u2019autre. C\u2019est bien clair, le H entre les deux O appartient bien \u00e0 la mol\u00e9cule de droite. Une mol\u00e9cule d\u2019eau est une entit\u00e9 bien d\u00e9finie.<\/p>\n

\"\"<\/p>\n

Augmentons la pression. Les deux mol\u00e9cules se rapprochent. Imaginons qu\u2019on les rapproche tellement que le H se retrouve au milieu, entre les deux O. Il ne sait alors plus \u00e0 quelle mol\u00e9cule il appartient. Il se balade librement parmi les oxyg\u00e8nes. Cette mati\u00e8re bizarre sera alors un cristal ionique d\u2019oxyg\u00e8ne atomique enrob\u00e9 dans un nuage d\u2019ions H+ circulant presque aussi librement que les \u00e9lectrons dans un m\u00e9tal conducteur.<\/p>\n

Le probl\u00e8me est que pour atteindre cet \u00e9tat, les calculs sugg\u00e8rent qu\u2019il faut une pression de l\u2019ordre du million d\u2019atmosph\u00e8res, plus qu\u2019au centre de la Terre. Peut-\u00eatre que le noyau des grandes plan\u00e8tes, Jupiter, Saturne, Neptune, seraient des lieux de choix, mais le domaine est hors d\u2019atteinte des enclumes en diamant que l\u2019on utilise pour \u00e9tudier les plus hautes pressions en laboratoire.<\/p>\n

Pour arriver \u00e0 leur fin, les auteurs ont \u00e9t\u00e9 brutaux. Ils mobilisent le syst\u00e8me de lasers haute puissance tels que ce qui existe au laboratoire Livermore en Californie, con\u00e7u pour simuler l\u2019ignition d\u2019une bombe atomique ou s\u2019essayer \u00e0 la fusion nucl\u00e9aire. Les auteurs envoient ainsi, sur une mini-goutte d\u2019eau, de tous les c\u00f4t\u00e9s en m\u00eame temps, des pulses ultra-courts d\u2019\u00e9nergie qui font exploser la goutte. En m\u00eame temps, ils envoient, toujours \u00e0 l\u2019\u00e9chelle de temps de la nanoseconde, un faisceau de rayons X analysant la mati\u00e8re ainsi produite. C\u2019est ainsi que pour la premi\u00e8re fois a \u00e9t\u00e9 fabriqu\u00e9 et identifi\u00e9 l\u2019eau superionique imagin\u00e9e depuis longtemps par les th\u00e9oriciens et d\u00e9nomm\u00e9e glace X. Ils ne sont pas certains d\u2019avoir identifi\u00e9 cette forme, plus vraisemblablement il s\u2019agit d\u2019une forme voisine qu\u2019ils appellent glace XVIII. Ils n\u2019en ont pas fait beaucoup, elle n\u2019a pas dur\u00e9 longtemps, mais c\u2019est ainsi qu\u2019a \u00e9t\u00e9 obtenu un \u00e9chantillon d\u2019eau sous la forme qui pourrait bien \u00eatre la plus abondante dans l\u2019univers. Pourquoi pas\u00a0puisque les plan\u00e8tes gazeuses g\u00e9antes semblent foisonner autour des \u00e9toiles ?<\/p>\n

La 2e<\/sup>r\u00e9f\u00e9rence ci-dessous, tir\u00e9e du Web, explique la m\u00eame chose telle que rapport\u00e9e dans un journal populaire.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

Millot, M., Coppari, F., Rygg, J. R., Correa Barrios, A., Hamel, S., Swift, D. C., & Eggert, J. H. (2019). Nanosecond X-ray diffraction of shock-compressed superionic water ice. Nature, 569<\/em>(7755), 251-255.<\/p>\n

https:\/\/www.wired.com\/story\/a-bizarre-form-of-water-may-exist-all-over-the-universe\/<\/p>\n

 <\/p>\n

-184 \u2013 6; 170 \u2013 171. ETHIQUE, CHINE, TH\u00c9RAPIE CELLULAIRE, TH\u00c9RAPIE G\u00c9N\u00c9TIQUE.<\/p>\n

\u00c9thique biom\u00e9dicale\u00a0; le meilleur et le pire en Chine.<\/u>C\u2019est souvent comme cela. Pour ce qui concerne le climat, les chinois nous horrifient souvent mais aussi, ils sont peut-\u00eatre ceux qui attaquent la crise climatique avec le plus de vigueur. Idem pour leur recherche scientifique. Quelquefois se lan\u00e7ant dans les pires travers \u2013 plagiat, journaux bidons \u2013 quelquefois prenant des mesures de gouvernances que l\u2019on ne peut qu\u2019admirer. Ici sont pr\u00e9sent\u00e9s deux articles concernant l\u2019\u00e9thique de la biom\u00e9decine g\u00e9n\u00e9tique ou cellulaire.<\/p>\n

Le premier concerne les mesures \u00e0 prendre pour ne pas \u00eatre d\u00e9pass\u00e9 par l\u2019in\u00e9vitable avenir des th\u00e9rapies g\u00e9nique germinales dont le premier cas rapport\u00e9 par He Jiankui \u00e0 l\u2019universit\u00e9 de ShenZen \u00e0 fait grand bruit en novembre de l\u2019an pass\u00e9. L\u2019analyse est pertinente et inclusive. Reste \u00e0 savoir comment elle sera impl\u00e9ment\u00e9e<\/p>\n

Le second concerne l\u2019usage des th\u00e9rapies cellulaire. non encore correctement \u00e9tablies, typiquement les m\u00e9thodes immunologiques dites de pr\u00e9cision contre le cancer. Ces pratiques s\u2019\u00e9taient tr\u00e8s rapidement d\u00e9velopp\u00e9es (on parle de un million de traitements) jusqu\u2019\u00e0 ce que le gouvernement n\u2019y mette un strict holla en 2016. Il s\u2019agit maintenant de rouvrir les vannes de mani\u00e8re controll\u00e9es. Seuls des h\u00f4pitaux s\u00e9lectionn\u00e9s pourront recevoir ce droit (on parle de 1400) et une commission d\u2019experts devront superviser les pratiques. Une bonne pratique serait d\u2019exiger que ces interventions dans un stade encore exp\u00e9rimental devraient \u00eatre gratuites. Il n\u2019en est probablement pas question\u00a0; pour lesx soins aux grand malades l\u2019argent n\u2019a pas d\u2019odeur.<\/p>\n

 <\/p>\n

Lei, R., Zhai, X., Zhu, W., & Qiu, R. (2019). Reboot ethics governance in China. Nature, 569<\/em>(7755), 184-186.<\/p>\n

Cyranoski, D. (2019). Chinese hospitals set to sell experimental cell therapies. Nature, 569<\/em>(7755), 170-171.<\/p>\n

\u00a0<\/strong><\/p>\n

16.05.2019 Nature 569,7756<\/strong><\/p>\n

– on passe<\/p>\n

 <\/p>\n

23.05.2019 Nature 569,7757<\/strong><\/p>\n

EAU, EAU VITREUSE, VITRIFICTION, GLACE, HDA, LDA.<\/p>\n

Le myst\u00e8re de \u00ab\u00a0notre\u00a0\u00bb eau vitreuse se dissipe. <\/u><\/p>\n

Au d\u00e9but des ann\u00e9es 80, Mayer et Bruggeller (1980) ont d\u00e9couvert \u00e0 la surprise de tous que l\u2019eau liquide peut \u00eatre vitrifi\u00e9e. Nous en avons fait le point de d\u00e9part de la cryomicroscopie \u00e9lectronique et du prix Nobel de 2017.<\/p>\n

La surprise provient du fait que le diagramme de phase de l\u2019eau combin\u00e9 aux \u00e9vidences empiriques \u00e0 basse temp\u00e9rature impliquent que l\u2019eau liquide ne peut exister en dessous d\u2019environ -40\u00b0C. Qu\u2019est donc \u00ab\u00a0notre\u00a0\u00bb eau vitreuse\u2009? Elle fut donc interpr\u00e9t\u00e9e comme une autre phase de l\u2019eau amorphe. La situation s\u2019est compliqu\u00e9e en 1974 quand il fut d\u00e9couvert (Mishima et al.) qu\u2019une troisi\u00e8me forme peut \u00eatre obtenue en appliquant une tr\u00e8s haute pression \u00e0 de la glace normale \u00e0 -190\u00b0C. On appela cette substance HDA pour high density amorphous. On constata encore que HDA, un peu r\u00e9chauff\u00e9e, se transforme en LDA \u2013 low density amorphous \u2013 qui ressemble \u00e0 s\u2019y m\u00e9prendre \u00e0 \u00ab\u00a0notre\u00a0\u00bb eau vitrifi\u00e9e. Et puis encore que LDA sous haute pression \u00e0 -190 redevient HDA. Quels sont donc ces \u00e9tats amorphes de l\u2019eau que l\u2019on peut transformer de l\u2019un \u00e0 l\u2019autre en changeant la temp\u00e9rature et la pression\u00a0? Quels sont les facteurs d\u2019ordre qui les caract\u00e9risent\u00a0? Myst\u00e8re, myst\u00e8re\u00a0!<\/p>\n

L\u2019exp\u00e9rience de Tulk et coll. (2019) semble enfin mettre de l\u2019ordre dans toute cette histoire. Les auteurs reprennent l\u2019exp\u00e9rience de Mishima consistant \u00e0 comprimer de la glace tr\u00e8s froide, la r\u00e9chauffer un peu \u00e0 pression normale puis la recomprimer \u00e0 la temp\u00e9rature basse. Ils apportent toutefois une variante\u00a0: ils attendent une heure apr\u00e8s chaque changement des param\u00e8tres (temp\u00e9rature ou pression). (On peut penser que, comme exp\u00e9rience, ce n\u2019est pas bien sorcier. Non, \u00e7a l\u2019est. La tr\u00e8s haute pression est un domaine exp\u00e9rimental terriblement difficile.) Le r\u00e9sultat est simple\u00a0; \u00e0 chaque fois, ce n\u2019est pas de l\u2019eau vitreuse qu\u2019ils obtiennent, mais les formes de glace cristalline, caract\u00e9ristiques de ces temp\u00e9rature et pression. Ils concluent que les soi-disant \u00e9tats vitreux ne sont pas des phases thermodynamiques de l\u2019eau, mais des \u00e9tats de transition sur le chemin de la cristallisation. C\u2019est tout b\u00eate\u00a0!<\/p>\n

Ils ne parlent pas de \u00ab\u00a0notre\u00a0\u00bb eau vitreuse, celle qui ressemble \u00e0 LDA, mais on peut imaginer que la conclusion de Tulk et coll. peut \u00eatre reprise inchang\u00e9e. Notre eau vitrifi\u00e9e doit alors \u00eatre comprise comme de l\u2019eau normale en voie de cristallisation. Pour nous, cryomicroscopistes \u00e9lectroniciens, phase thermodynamique ou \u00e9tat transitoire, la situation ne change gu\u00e8re. Il reste \u00e0 \u00e9lucider l\u2019effet que cette transition interrompue peut avoir sur les structures biologiques que nous observons. On en revient \u00e0 Luyet (1934)\u00a0qui posait la question\u00a0: \u00ab\u00a0qu\u2019est-ce que la vie suspendue par le froid\u00a0?\u00a0\u00bb<\/p>\n

 <\/p>\n

Mayer, E., & Br\u00fcggeller, P. (1980). Complete vitrification in pure liquid water and dilute aqueous solutions. Nature, 288<\/em>(5791 (11.12.1980)), 569-571.<\/p>\n

Luyet, B. J. (1934). Working hypotheses on the nature of life. In Biodynamica<\/em>(Vol. 1, pp. 1-7).<\/p>\n

Mishima, O., Calvert, L. D., & Whalley, E. (1984). \u00ab\u00a0Melting ice\u00a0\u00bb I at 77 K and 10 kbar : a new method of making amorphous solids. Nature, 310<\/em>, 393-395.<\/p>\n

Mishima, O., Calvert, L. D., & Whalley, E. (1985). An apparently first-order transition between tow amorphous phases of ice induced by pressure. Nature, 314<\/em>, 76-78.<\/p>\n

Tse, J. S. (2019). A twist in the tale of the structure of ice. Nature, 569<\/em>(7757), 495-496.<\/p>\n

Tulk, C. A., Molaison, J. J., Makhluf, A. R., Manning, C. E., & Klug, D. D. (2019). Absence of amorphous forms when ice is compressed at low temperature. Nature, 569<\/em>(7757), 542-545.<\/p>\n

 <\/p>\n

30.05.2019 Nature 569,7758<\/strong><\/p>\n

– on passe pour finir le mois.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Ce mois, vous n’aurez que la cr\u00e8me de la cr\u00e8me, ou plut\u00f4t, la flotte dans ses plus \u00e9tranges \u00e9tats. Je vibre \u00e0 ces lectures, et vous ? – Premi\u00e8re observation de la glace X. Dans cet \u00e9tat qui n’existe qu’\u00e0 pression invraisemblable, les ions hydrog\u00e8ne ne sont plus li\u00e9s \u00e0 l’atome d’oxyg\u00e8ne. Ils circulent comme […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jetpack_post_was_ever_published":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":false,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2}},"categories":[1,89],"tags":[342,97,370,158,373,371,372,374,375,103],"class_list":["post-1320","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-article","category-science-actualite","tag-chine","tag-eau","tag-eau-vitreuse","tag-ethique","tag-glace-x","tag-hda","tag-lda","tag-therapie-cellulaire","tag-therapie-genique","tag-vitrification"],"jetpack_publicize_connections":[],"jetpack_featured_media_url":"","jetpack-related-posts":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1320","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=1320"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/1320\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=1320"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=1320"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dubochet.ch\/jacques\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=1320"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}