Molecular study of lipids in humic acids by sequential chemical degradation

Lipidy v půdě vykazují poměrně vysokou resistenci k biodegradaci, mohou proto tak zajistit informace o zdrojích organické hmoty a diagenetických procesech. Půdní organická hmota je vysoce heterogenní a vyskytují se v ní různé dynamické systémy. Vztahy mezi těmito systémy a molekulární strukturou ještě nejsou úplně známy. Analýza lipidů a bitumenu byla provedena u dvou vzroků (rašelina a lignit). Množství skupin sloučenin (volné uhlovodíky a volné ketony, vázané alkoholy, vázané mastné kyseliny, vázané -hydroxy kyseliny, volné dikyseliny a polycyklické sloučeniny) bylo idetifikováno pro oba vzorky a jejich distribuce byly určeny. GC/MS analýza volných a vázaných lipidů zjistila jejich různé zdroje během chemické degradace. Některé podobné znaky mohou být znakem uchovávání části vosků a suberinu z vyšších rostlin (dlouhé řetězce vázaných mastných kyselin). Velké rozdíly v molekulárním složení lipidů byly pozorovány mezi vzorky, dokládající význam studia lipidů z mladého sedimentu (rašelina) a starého (lignit).Soil lipids were shown to have relatively high resistance to biodegradation and therefore could provide information on organic matter sources and diagenetic processes. Soil organic matter is highly heterogeneous and different dynamic pools have been evidenced. However the links between these pools and molecular structure have not yet been established. Lipid and bitumen analyses were performed for two samples (i.e. peat and lignite). Numerous compound classes (free hydrocarbons and free ketones, bound alkanols, bound fatty acids, bound -hydroxy acid, bound diacids and polycyclic compounds) were identified in both samples and their different distribution was determined. GC/MS analysis of the free and bound lipids has revealed different main sources depending on the differential degradation. Some similarities could be a strong sign of the preservation of a part of waxes and suberins from higher plants (long chained bound fatty acids.) Large differences in lipid molecular composition were observed between the samples, illustrating the importance of studying lipids from a young sediment (peat) and an older one (lignite).

Survey on the chemical composition of several tropical wood species

Variability in the chemical composition of 614 species is described in a database containing measurements of wood polymers (cellulose, lignin and pentosan), as well as overall extraneous components (ethanol-benzene, or hot water extracts and ash, with a focus on silica content). These measurements were taken between 1945 and 1990 using the same standard protocol. In all, 1,194 trees belonging to 614 species, 358 genera and 89 families were measured. At species level, variability (quantified by the coefficient of variation) was rather high for density (27%), much lower for lignin and cellulose (14% and 10%) and much higher for ethanol/benzene extractives, hot water extractives and ash content (81%, 60% and 76%). Considering trees with at least five different specimens, and species with at least 10 different trees, it was possible to investigate within-tree and withinspecies variability. Large differences were found between trees of a given species for extraneous components, and more than one tree should be needed per species. For density, lignin, pentosan and cellulose, the distribution of values was nearly symmetrical, with mean values of 720 kg/m3 for density, 29.1% for lignin, 15.8% for pentosan, and 42.4% for cellulose. There were clear differences between species for lignin content. For extraneous components, the distribution was very dissymmetrical, with a minority of woods rich in this component composing the high value tail. A high value for any extraneous component, even in only one tree, is sufficient to classify the species in respect of that component. Siliceous woods identified by silica bodies in anatomy have a very high silica content and only those species deserve a silica study

Meshless modelling of dynamic behaviour of glasses under intense shock loadings: application to matter ejection during high velocity impacts on thin brittle targets

The purpose of this study is to present a new material model adapted to SPH modelling of dynamic behaviour of glasses under shock loadings. This model has the ability to reproduce fragmentation and densification of glasses under compression as well as brittle tensile failure. It has been implemented in Ls-Dyna software and coupled with a SPH code. By comparison with CEA-CESTA experimental data the model has been validated for fused silica and Pyrex glass for stress level up to 35GPa. For Laser MegaJoule applications, the present material model was applied to 3D high velocity impacts on thin brittle targets with good agreement in term of damages and matter ejection with experimental data obtained using CESTA’s double stage light gas gun

Synthesis, characterization and application of polyacrylate/silica hybrid films for coatings

Il degrado dovuto agli agenti atmosferici e il deterioramento degli edifici storici e di molti monumenti o sculture in pietre naturali è un problema conosciuto fin dall'antichità. L'obiettivo del progetto è quello di ottenere un prodotto innovativo basato sull'aggiunta di nanoparticelle di silice durante la sintesi del lattice, ottenendo una dispersione con elevata omogeneità nei film ibridi, che possano migliorare la stabilità meccanica del semplice rivestimento acrilico e la compatibilità tra i materiali lapidei e il rivestimento. L'idea è, da un lato, di utilizzare sistemi a base d'acqua per ridurre l'impatto ambientale e, dall'altro, di coniugare l'elevata stabilità termica e le buone proprietà meccaniche della silice con l'elasticità, la leggerezza e la capacità di formare rivestimenti di polimeri acrilici. Per migliorare la compatibilità tra fasi organiche e inorganiche, la silice è stata modificata con un metacrilossi (propil) trimetossisilano (MPS). Per la modifica della superficie della silice sono stati utilizzati due solventi, in particolare il metanolo e l'acqua e in entrambi i casi, sono stati ottenuti angoli di contatto elevati (79 ° per la silice modificata in acqua e 87 ° per la silice modificata in metanolo). Questi valori garantiscono un forte adsorbimento della silice all'interfaccia tra la fase acqua e la fase organica. Le dispersioni acquose composte da acrilico-silice sono state sintetizzate mediante polimerizzazione in miniemulsione, con la silice modificata e non modificata. Al fine di trovare la migliore formulazione con le migliori prestazioni, le dispersioni e i film sono stati caratterizzati mediante microscopia elettronica a trasmissione, microscopio a forza atomica, proprietà meccaniche, assorbimento dell'acqua, angoli di contatto, indentazione. Per comprendere il loro comportamento nel tempo, sono stati eseguiti dei test di invecchiamento accelerato sui film e sui film applicati su due pietre da costruzione naturali. Le prestazioni delle dispersioni sono state valutate come rivestimenti per marmo di Carrara e pietra leccese, due materiali spesso utilizzati nei beni culturali e con caratteristiche diverse. Essendo l'acqua una delle cause principali del deterioramento delle pietre naturali, sono stati eseguiti test di assorbimento dell'acqua capillare e il loro comportamento all’ essiccazione per misurare il comportamento idrofobico dei trattamenti. I risultati mostrano che l'aggiunta di nanosilice migliora la resistenza meccanica dei lattici e i trattamenti riducono l'assorbimento di acqua liquida per capillarità e allo stesso tempo consentono anche l’evaporazione dell’acqua, in totale accordo con le normative nel campo delle pietre protettive naturali, rendendoli adatti all'uso come rivestimenti protettivi

Laboratory studies on a spherically curved Bragg spectrometer for cosmic X-ray spectroscopy

A spherical array of twenty LiF 200 crystals was built to test the performances of a freestanding, self-focussing spherical crystal cosmic X-ray spectrometer. Measurements presently available show that the size of the image for a point source at infinite distance would be 3 mm (FWHM) along the focalisation axis and 2.1 mm (FWHM) along the dispersion axis. The mosaic spread on individual crystals is less than 0.1 degree. A slightly systematic deviation from the ideal bending (0.1 degree) is observed at the edges of most crystals and this appears to be the major limitation to spectrometer performance

Avenues de synthèse d’un matériau magnétique multifonctionnel à des fins de catalyse hétérogène

La catalyse est à la base de la fabrication de médicaments, de produits textiles, d‘engrais, des pots d’échappement, et une multitude d’autres applications de notre quotidien. En effet, dans les pays industrialisés jusqu’à 80% des produits manufacturés utilisés au quotidien ont nécessité au moins une étape de catalyse lors de leur fabrication. Outre être actif, il est primordial pour un catalyseur performant d’être résistant à la désactivation qui se traduit par la perte d’activité ou de sélectivité d’un catalyseur au cours du temps. La synthèse d’un matériau multifonctionnel permet de répondre à ces différents critères. L’objectif d’un design intelligent de matériaux est de mener à des effets synergiques de chacune des composantes. Pour un catalyseur, en plus d’être actif et sélectif pour le produit désiré, il faut en plus qu’il soit durable, stable dans le temps, et permette d’être réutilisable. L’objectif de ce projet est de faire une synthèse originale, simple et reproductible d’un catalyseur actif et résistant à la désactivation. De base, un catalyseur se compose d’un support et d’un matériau actif. La nature, la morphologie et l’agencement de ces derniers dictent le comportement chimique du catalyseur final. Comme matériau actif, les nanoparticules d’or sont très prisées en raison de leur potentiel de catalyse élevée pour de nombreuses réactions. Cependant, aux températures de fonctionnement de la catalyse, les nanoparticules d’or ont tendance à se désactiver par coalescence. Pour remédier à cela, il est possible de déposer une couche de silice mésoporeuse afin de protéger les NPs d’or des rudes conditions de réaction tout en étant perméables aux espèces réactives. Plusieurs types de matériaux peuvent servir de support aux nanoparticules d’or. À ce titre, les particules d’oxydes de fer magnétiques telles que la magnétite (Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4]) sont intéressantes pour leur potentiel hyperthermique, phénomène par lequel des nanoparticules (NPs) magnétiques transforment de l’énergie électromagnétique provenant d’un champ externe haute fréquence en chaleur, créant ainsi des nano-fours. Une première couche de silice est utilisée comme matrice de greffage afin de fixer les nanoparticules d’or sur la magnétite. La structure visée est illustrée à la Figure ci-dessous. Figure 1 Structure du catalyseur de Fe2O4@SiO2-Au-SiO2m (Ge, Zhang, Zhang, & Yin, 2008) Plusieurs avenues d’assemblage et de synthèse sont explorées pour chacune des composantes de la structure visée. Les avantages et inconvénients ainsi que des mécanismes sont proposés pour chaque voie de synthèse. Le matériau est utilisé comme catalyseur pour la réaction de réduction du 4-Nitrophénol par du NaBH4. Pour ce qui est de la synthèse de magnétite par voie solvothermique, il a été démontré qu’il était important d’être dans un milieu sous pression puisque l’étape limitante de la réaction est la solubilité des particules de magnétites dans le milieu. Cela est en accord avec le principe de mûrissement d’Ostwald selon lequel les petites particules ont tendance à se dissoudre dans le milieu et précipiter à la surface des plus grosses particules de façon à diminuer l’énergie interfaciale. Cette synthèse a été reproduite avec succès et a mené à la production de nanoparticules de Fe[indice inférieur 3]O[indice inférieur 4] sphériques creuses d’une taille de 150 [plus ou moins] 30nm. Ces sphères creuses ont été recouvertes d’une couche de silice dense par une méthode de Stöber modifiée. Le recouvrement forme des amas de particules et est non uniforme en raison de la présence de poly(éthlyène glycol) à la sur face de la magnétite, un adjuvant présent lors de sa synthèse afin d’améliorer la dispersion de la magnétite. La synthèse et le greffage d’AuNPs sont bien maîtrisés : les AuNPs ont une taille de 17 [plus ou moins] 6nm et la quantité d’or greffé est assez élevée. Ultimement, une méthode de greffage alternative tel que le greffage par croissance in situ de nanoparticules d’or pourrait être emprunté afin d’obtenir des particules plus petites. Pour ce qui est de la formation d’une couche de silice mésoporeuse, la méthode par calcination est une meilleure option que par gravure chimique en raison de sa sélectivité envers la couche externe de silice plus élevée ainsi que la formation apparente de pores

Mécanismes élémentaires de dispersion de la silice dans une matrice élastomère en cisaillement simple

National audienceCet article traite de la caractérisation des mécanismes élémentaires de dispersion de la silice dans une matrice SBR (copolymère styrène-butadiène) sous cisaillement simple. Des essais de dispersion ont été réalisés dans une même matrice avec un dispositif rhéo-optique sur deux références de silice industrielle différentes l'une de l'autre par leur taille de particules élémentaires : la Z1115MP et la Z1165MP. Deux mécanismes de dispersion ont été observés en régime dilué : la désintégration et la rupture des granules. Ces deux mécanismes ont lieu au-delà d'une contrainte hydrodynamique critique. Le mécanisme de dispersion et le niveau de contrainte hydrodynamique de dispersion se sont avérés dépendre du type de silice. Dans les deux cas, la contrainte hydrodynamique critique est d'autant plus importante que la taille du granule est petite

Peut-on prendre la mesure du risque silice ? Enquêtes santé, enquêtes travail et outils de veille sanitaire

La communication présente les champs de recherche, les sources, les méthodes et quelques premiers résultats du projet SILICOSIS piloté par Paul-André Rosental au Centre d’études européennes de Sciences Po, soutenu et financé par le Conseil européen de la recherche (European Research Council, ERC) pour la période 2012-2017. SILICOSIS est un projet de recherche qui fait collaborer étroitement l’histoire, la médecine, la statistique, la sociologie et l’épidémiologie. La silicose, pathologie causée par l’inhalation de silice cristalline, est la maladie professionnelle la plus mortelle de l’histoire (Rosental, 2008, 2013 ; Rosental, Devinck, 2007 ; Carnevale et al., 2012). Elle continue de causer des dégâts sanitaires considérables en lien avec les activités industrielles dans les pays développés mais aussi, de manière croissante, dans les pays émergents. Les travaux historiques montrent à quel point la silicose doit sa définition médicale même à des négociations impliquant, à partir des années 1930 et sous l’égide du Bureau international du Travail (BIT), des États, des syndicats d’employeurs et de salariés, des institutions chargées de la protection sociale. Ces travaux permettent de mieux comprendre les fondements du sous-repérage et de la sous-déclaration massifs de cette pathologie, en particulier du fait de confusions diagnostiques avec des maladies non reconnues comme d’origine professionnelle ou industrielle. La communication privilégie un aspect justifiant le caractère interdisciplinaire du projet : il s’agit d’interroger les classifications médicales contemporaines pour réévaluer la prévalence de la silicose aujourd’hui, en explorant des pistes de recherche qui mettent également au jour des mécanismes liés à l’exposition à la silice cristalline – et pas seulement par voie d’inhalation –, pour un ensemble de pathologies inflammatoires systémiques (Koeger et al., 1995) dont l’étiologie est inconnue et l’épidémiologie hétérogène. Ces pathologies (sarcoïdose (Vincent, Lièvre, 2002), lupus érythémateux disséminé (Parks et al., 2002), sclérodermie (Haustein, Ziegler, 1985), polyarthrite rhumatoïde par exemple), tout en étant rares si l’on retient le critère d’une prévalence inférieure à 1/2000, touchent plusieurs dizaines de milliers de personnes en France et sont, pour partie d’entre elles (polyarthrite rhumatoïde, lupus, sclérodermie), inscrites à la liste des affections de longue durée (ALD) exonérantes. À la question : « quelle est la prévalence, d’origine professionnelle ou non, de l’exposition à la silice cristalline, et quelle est la prévalence des pathologies – silicose mais pas seulement – qui en résultent ? », aucune source ne fournit le matériau d’une réponse exhaustive ou représentative de la population générale. C’est notamment ce manque que soulignent les travaux épidémiologiques et à visée de surveillance sanitaire qui débouchent sur la construction de « matrices emplois-expositions » centrées sur les expositions professionnelles à l’inhalation de silice cristalline (Delabre et al., 2010 ; Groupe de travail Matgéné, 2010 ; Luce et al., 2007 ; Luce et al., 2006). L’équipe du projet SILICOSIS se propose de rassembler et de confronter des sources qui, imparfaites ou partiellement aveugles sur la question à traiter, diverses par la nature des données qu’elles fournissent et les méthodes d’analyse qu’elles mettent en oeuvre, peuvent collaborer de façon dynamique : enquête statistique et historique sur archives ; travail qualitatif par entretiens et montage d’une enquête statistique en ligne auprès de médecins pour évaluer les pratiques diagnostiques et de prise en charge ; recherches médicales menées dans le laboratoire de minéralopathologie de l’hôpital saint-Joseph-saint Luc de Lyon ; enquêtes statistiques « santé » et « travail » françaises mesurant les liens entre santé et travail sous des angles qui s’ignorent souvent mutuellement (Cavalin & Célérier, 2012a) ; données administratives de santé. Celles-ci (données du Système national d’information inter-régimes de l’assurance maladie – SNIIRAM – ou du Programme de médicalisation des systèmes d’information – PMSI) permettent, au moins à des fins de cadrage et dans un domaine où les prévalences sont faibles, de tester des hypothèses sur des échantillons exhaustifs