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Fullerène

Spitzer a découvert des Buckyballs

   Catégorie : évolution
Mise à jour 01 juin 2013

Les molécules complexes se polymérisent et s'assemblent afin de former toutes les structures utiles à la cellule, donc à la vie. Ces monomères sont en grande partie, constitués de carbone. D'où l'importance de la découverte des buckyballs.
Des astronomes utilisant les données du télescope Spitzer de la NASA ont, pour la première fois, découvert des buckyballs sous une forme solide, dans l'espace.
Avant cette découverte, les sphères microscopiques de carbone, n'avait été trouvées que sous une forme gazeuse, les premières en 2010. Formellement appelé fullerènes, les buckyballs ont une structure identique au dôme géodésique ou au ballon de football.
Le fullerène est appelé aussi « footballène » ou « buckminsterfullerène », en hommage à l'architecte Buckminster Fuller qui a conçu le dôme géodésique.
Ces d'agrégats particulièrement stables, sont constitués de 60 atomes de carbone, disposés autour d'une sphère creuse. Spitzer a vu, ces minuscules grains de matière, constitués de buckyballs empilés, à 6 500 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Serpentaire, une constellation de l'hémisphère nord, traversée par le Soleil, du 29 novembre au 18 décembre 2011.
"Ces fullerènes sont empilées pour former un solide, comme les oranges dans une caisse", a déclaré Evans Nye de l'Université de Keele en Angleterre, auteur principal d'un article paru dans les Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
"Les particules que nous avons détectés sont minuscules, beaucoup plus petite que la largeur d'un cheveu, mais chacune devrait contenir des millions de millions de buckyballs."
Depuis 2010, Spitzer a identifié les molécules dans différents environnements cosmiques et en quantités stupéfiantes, équivalent à 15 fois la masse de la Lune, en particulier dans la galaxie du Petit Nuage de Magellan. La découverte de particules buckyballs signifie que de grandes quantités de ces molécules doivent être présentes dans certains environnements stellaires, sous forme de particules solides.

 

L'équipe de recherche a été en mesure d'identifier la forme solide de fullerènes dans les données de Spitzer, car ils émettent de la lumière d'une façon unique qui diffère de la forme gazeuse.
"Ce résultat suggère que ces passionnants buckyballs sont encore plus répandus dans l'espace, que ce que Spitzer nous montre," a déclaré Mike Werner, responsable scientifique du projet Spitzer Laboratory de la NASA, au Jet Propulsion à Pasadena, en Californie.
"Les fullerènes représentent une forme importante de carbone, un élément essentiel pour la vie, partout dans le cosmos."
Sur ces longues chaines de carbone, chaque sommet du fullerène correspond à un atome de carbone et chaque côté à une liaison covalente. La liaison covalente est une liaison chimique dans laquelle chacun des atomes liés met en commun un électron d'une de ses couches externes, afin de former un doublet d'électrons liant les deux atomes.
Le diamètre de la molécule C60 est d’environ un nanomètre (nm). Le plus petit fullerène est le dodécaèdre régulier, C20. Les fullerènes ont été découverts en laboratoire, en 1985 par Harold Roto, Robert Curl et Richard Smalley, ce qui leur valut le prix Nobel de chimie en 1996. D’infimes quantités de fullerènes ont été observées en dehors des laboratoires, sous la forme de molécules C60, C70, C76 et C84, produites par la nature, dans la suie lors des combustions et dans un minéral connu sous le nom de shungite en République de Carélie, en Russie.
Les fullerènes sont le deuxième type de nanoparticules, le plus utilisé après celles d’argent. Leurs propriétés de structure, conductrices et lubrifiantes font qu’ils sont utilisés dans plusieurs champs d’activités, dans les domaines de la pharmaceutique, des produits cosmétiques, de l’électronique et de la photovoltaïque.

Image : Les buckyballs ont une structure identique au dôme géodésique. Le fullerène est appelé aussi « buckminsterfullerène », en hommage à l'architecte Buckminster Fuller qui a conçu le dôme géodésique.

 fullerènes ou buckyballs

Image : Les buckyballs ont une structure identique au ballon de football. Le fullerène est appelé aussi « footballène ». Chaque sommet du fullerène correspond à un atome de carbone et chaque côté à une liaison covalente.

dôme géodésique

Shungite et fulgurite

    

Buckyballs ont été trouvés sur la Terre sous diverses formes. Les fullerènes existent à l'état solide dans certains types de roches, comme la shungite, des minéraux trouvés en Russie, et les fulgurites, une roche vitreuse du Colorado qui se forme lorsque la foudre frappe le sol.

nota : La shungite est un minéral organique qui ne se trouve que dans un seul endroit au monde : dans le Nord-Ouest de la Russie, en Carélie, dans la région du lac Onéga appelée Shunga, près de la Mer Blanche. Le nom de Shungite a donc pour origine la région d’extraction de cette pierre. Elle est parfois appelé Schungite, chungite ou shungit.

 nota : Les fulgurites ou "pierres de foudre" (du latin fulgur qui signifie foudre),  sont des morceaux de verre naturel très fragiles, généralement en forme de tube creux quasi cylindrique, produits par les impacts de foudre sur une roche.  

La petite histoire de l'évolution

    

La petite histoire de l'évolution vers le vivant, démarre du néant.
Le monde microscopique et le monde macroscopique sont réunis dans l'évolution de l'univers, car l'infiniment petit a généré l'infiniment grand, l'univers a jailli de presque rien.
L'univers en gestation était si petit qu'il tenait dans la paume de la main, c'est à partir de là que se sont formées d'abord les étoiles, les galaxies, les planètes...
Au début, une énergie floue fait naitre des milliards de milliards de milliards de particules et d'antiparticules virtuelles, qui vont quitter le monde opaque des ombres, pour émerger dans un monde réel, matériel et transparent.

 

Les quarks Particule élémentaire chargée réagissant à l'énergie nucléaire forte. Les protons et les neutrons sont composés chacun de trois quarks découverts par un physicien américain Murray Gell-Mann., les électrons Cette particule élémentaire constituant universel de la matière, a une charge e=1,59 x 10-19 coulomb et une masse m=9 x 10-28 gramme. Un électronvolt, eV= 1,602 x 10-19 Joule., les neutrinos Particule neutre sujette uniquement à la force nucléaire faible. Produit en grand nombre dans les premiers instants de l'univers et en moindre nombre au cœur des étoiles et dans les supernovae. et leurs antiparticules à l'état libre, vont surgir de ce vide mystérieux.
Les particules et leurs antiparticules vont produire la lumière, beaucoup de lumière, c’est l'ère radiative.
L'énergie de la force nucléaire forte, crée la matière, en associant les quarks trois par trois, c’est l'époque des hadrons qui engendre les protons et les neutrons.
A ce moment là, les quarks perdent leur liberté.

Image : 100 attomètres (10-16 mètre), c’est la distance à laquelle on peut voir les quark. Ce n'est qu'en 1975 que les quarks furent détectés expérimentalement.

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