Faits marquants 2018

19 mars 2018

Dans un contexte de développement exponentiel des nanotechnologies, les nanomatériaux sont susceptibles de se disséminer dans l'environnement. Par ailleurs, les végétaux sont des éléments sensibles des écosystèmes car ils constituent un lien étroit entre les trois écosystèmes eau-sol-air, et se situent à la base de la chaine alimentaire.

Il est donc essentiel d’évaluer l’impact des nanoparticules (NPs) sur les végétaux. Que deviennent les NPs déversées dans l’environnement ? Existe-t-il une capture et un transfert par les plantes ? Et si oui, pourrait-on retrouver des traces de NPs dans notre alimentation, par exemple dans notre pain ? Pour tenter de répondre à ces questions, des chercheurs ont allié leurs compétences afin de localiser les nanoparticules de TiO2 dans les végétaux et plus particulièrement dans des plantules de blé. Il a notamment été possible de doser précisément le titane présent dans les racines de blé à l'aide de la microsonde nucléaire du NIMBE*.

14 mars 2018
Quelle quantité d’hydrogène recèle le noyau des planètes telluriques (telles que la Terre ou Mars) ? Pour tenter de répondre à cette difficile question, une collaboration impliquant l'équipe LEEL de l'UMR NIMBE a simulé en laboratoire la ségrégation d’un alliage riche en fer dans un environnement silicaté, en recréant des conditions de pression et température analogues à celles de la formation du noyau terrestre. Les cartographies de dosage des différents éléments effectuées à l'aide de la microsonde nucléaire du NIMBE montrent, que seule une infime quantité d’hydrogène a dû incorporer le noyau des planètes telluriques, favorisant la formation précoce d’un manteau et d’une atmosphère riches en eau.  

 

31 juillet 2018

De multiples recherches sont aujourd'hui orientées vers le développement de nouveaux colorants comme milieu actif de cellules solaires. Une famille de molécules, dites "push-pull", se révèle particulièrement intéressante car ces molécules associent un groupement donneur et un groupement accepteur d'électron. Le transfert de charge (CT) prononcé dans l'état photo-excité est un critère favorable à l'injection de charge dans la cellule photovoltaïque.

En solution, deux phénomènes opposés peuvent fortement influencer ce processus moléculaire : alors qu'un milieu polaire favorise la séparation de charge, la solvatation réduit l’énergie en excès de l’état excité et facilite son retour à l’état fondamental. La présente étude de la dynamique de l'état excité d'un colorant de type "push-pull" par fluorescence résolue en temps à l'échelle sub-picoseconde, permet de mieux maitriser ces comportements [1], et ouvre la voie à plusieurs pistes pour la conception de colorants actifs en cellule photovoltaïque aux propriétés améliorés.

19 juin 2018

En association avec le déploiement des sources d'énergies intermittentes (photovoltaïque, éolien...), il est indispensable de poursuivre les efforts de recherche pour améliorer les performances des batteries. Des équipes du CEA Paris-Saclay et du CEA Grenoble ont réussi à développer de nouveaux matériaux d’électrode positive pour les batteries Li-soufre et Li-organique ne présentant pas de phénomène de dissolution de la matière active. Ces matériaux d’électrode positive sont basés sur la fonctionnalisation de manière covalente de nanotubes de carbone multiparois (MWNT) avec des molécules contenant des groupements électroactifs soufrés. Les nanotubes de carbone présentent une bonne conductivité électrique et sont insolubles dans l’électrolyte. Ils servent donc de bon support pour le greffage de la matière active.

Les systèmes obtenus offrent une excellente stabilité en cyclage et une capacité spécifique prometteuse. Ce travail est publié dans la revue ChemElectroChem.

 

08 octobre 2018

Les nanomatériaux manufacturés sont largement utilisés pour de nombreuses applications. Certains d’entre eux peuvent être considérés comme dangereux pour la santé car ils pourraient provoquer des effets inflammatoires, respiratoires, cardiovasculaires ou neurologiques. A ce jour, plusieurs études montrent que la toxicité des nanomatériaux dépend de leurs caractéristiques physico-chimiques (composition chimique, taille, forme, structure…), mais les mécanismes biologiques à l’origine de cette toxicité restent encore mal compris.

Les macrophages (globules blancs) en charge de nettoyer l'organisme, sont tout de suite sensibles à la présence de nanoparticules. Dans ces macrophages, l’autophagie cellulaire (processus de dégradation d'une partie du cytoplasme par ses propres lysosomes) permet à la cellule de nettoyer son cytoplasme. L'altération de ce processus pourrait représenter un mécanisme sous-jacent de la toxicité des nanoparticules .

Dans le cadre d’une collaboration étroite entre le NIMBE (CEA-CNRS) et l’IMRB (INSERM), une étude visant à caractériser les effets des caractéristiques physico-chimiques des nanostructures sur l'autophagie des macrophages démontre que les nanotubes de carbone (NTC), de forme allongée, conduisent au blocage du flux autophagique contrairement aux nanoparticules sphériques (NP). Des mécanismes responsables du blocage de l'autophagie induite par les NTC ont également été identifiés. Ces résultats isolent pour la première fois la forme comme un déterminant principal de l'interaction des nanomatériaux sur l'autophagie.

16 novembre 2018
Diverses anomalies peuvent affecter le transport de l’oxygène par le sang et nécessiter une transfusion. Afin d’éviter les problèmes liés aux transfusions, comme la disponibilité ou les contaminations, la recherche de substituts sanguins est indispensable. Des scientifiques du laboratoire Nanosciences et innovation pour les matériaux, la biomédecine et l’énergie (NIMBE, CNRS/CEA), en collaboration avec des médecins de l’hôpital Henri Mondor de Créteil, ont utilisé des nanoparticules de silice (26 nm) pour transporter l’hémoglobine. Ils sont ainsi parvenus à reproduire, in vitro, le transport de l’oxygène par les globules rouges. Ces travaux, publiés dans la revue Blood Advances, ouvrent des perspectives dans le traitement de maladies telles que la drépanocytose.

 

24 mai 2018
​Une collaboration entre une équipe de l'IRAMIS/NIMBE et deux équipes de l'I2BC@Saclay mettent en évidence l'affinité très forte de nanoparticules de silice pour des protéines de liaison de l'ARN présentant des séquences de base nucléique à motifs RGG (R = Adenine ou Guanine - Guanine-Guanine). Cette affinité est plus particulièrement renforcée lorsque celles-ci sont méthylées. Ces résultats sont importants pour le développement d'approches "safe by design", visant à minimiser l’écotoxicité des nanomatériaux, dès la conception d’un produit.

 

01 octobre 2018
Le CEA et le CNRS, et la Société CortecNet, avec le soutien de l’Agence nationale de la recherche (ANR), lancent leur laboratoire commun "Desir" (Détection efficace et sensible d'intermédiaires réactionnels par RMN). L'objectif est de développer les instruments permettant le suivi in situ de synthèses chimiques par RMN (Résonance magnétique nucléaire). Cette avancée rendue possible, grâce aux progrès de la microfluidique et de l’impression 3D, intéresse la R&D académique et industrielle en chimie.

 

 

 

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