Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue Science,  révèle que, pour la première fois, des liaisons entre des molécules ont pu être observées au moyen d'un microscope à force atomique (AFM): plus précisément, les molécules observées ont été des molécules de 8-hydroxyquinoléine, car les atomes de ces molécules ont l'avantage d'être situées plus ou moins dans un plan.

Il faut savoir que la liaison chimique, nommée liaison hydrogène, peut apparaître fragile car «elle est 20 fois plus faible que la liaison covalente (celle qui lie les atomes des molécules), mais plus forte que les liaisons de van der Waals que l’on a d’abord identifiées dans les gaz». Elle découle essentiellement «des interactions électrostatiques de type dipôle-dipôle mais il existe un débat sur la part des effets quantiques responsables ordinairement des liaisons covalentes».

Il y a quelques années, on est parvenu à observer la liaison hydrogène entre des molécules grâce à un microscope à effet tunnel, inventé en 1981 par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, dont les travaux ont été récompensé par le prix Nobel de physique. Ces deux chercheurs firent évoluer par la suite ce microscope en réalisant un AFM (Atomic Force Microscopy), dont la résolution a été récemment augmentée en l'employant en 'mode sans contact', «c'est-à-dire en interposant entre la pointe du microscope et l’objet à imager une molécule de monoxyde de carbone».

Comme «sans les liaisons hydrogène, l'eau et l'ADN perdraient bon nombre de leurs propriétés», la preuve, qui vient d'être apportée de l'efficacité de l'AFM pour observer ces liaisons, si importantes pour les systèmes biologiques, ne pourra qu'intéresser les chimistes et les biologistes.

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue PNAS, révèle le nom du volcan à l'origine du Petit Âge glaciaire qui est survenu dans l’hémisphère nord entre le XIIIe et le XIXe siècle: il s’agit du Samalas, un volcan indonésien situé sur l'île de Lombok, «dont l’explosion qualifiée de mégacolossale serait survenue entre mai et octobre de l’année 1257».

Le Petit Âge glaciaire est une période de refroidissement, qui «s’est traduite par une importante avancée des glaciers (notamment dans les Alpes), par des étés plus froids, des précipitations incessantes, des inondations plus régulières et par de mauvaises récoltes ayant causé des épisodes de famines». Ses conséquences historiques ont été illustrées par «divers écrits médiévaux» ou «des œuvres d’art (les peintures de Brueghel l’Ancien et Brueghel le Jeune, par exemple)».

Si «la fin de cette période a été datée avec précision depuis quelques années (1850-1860)», son début est resté flou «jusqu’à la parution de nouveaux résultats en 2012»: en fait, «l’hémisphère nord se serait abruptement refroidi entre 1275 et 1300», de sorte «que seule une origine volcanique puisse expliquer» le phénomène. De plus, «des dépôts hors normes de sulfates et de microparticules de verre ont été trouvés dans des carottes de glaces issues des pôles», qui «se seraient formés en 1258 ou 1259» et viennent appuyer cette thèse.

Or la lecture d'un ancien manuscrit en feuilles de palmier lontar, le Babad Lombok, indique que le «Samalas est entré en éruption à la fin du XIIIe siècle» de façon épouvantablement catastrophique: aujourd'hui, il «présente une caldeira de huit kilomètres sur six kilomètres, dont la formation causée par l’effondrement de la chambre magmatique a également été rapportée» par cet écrit.

Les analyses faites sur place confirment la puissance de l'explosion: «l'indice d'explosivité volcanique a été évalué à 7 (mégacolossal) sur une échelle de 8» («l'éruption du Vésuve en l’an 79 se caractérise par un indice de 5, et celle du Krakatoa en 1883 par une valeur de 6». Comme la datation proposée, entre mai et octobre 1257, coïncide avec les observations faites sur les carottes de glace, le Samalas serait bien le responsable du Petit Âge glaciaire en enrichissant la stratosphère en aérosols soufrés, «qui ont alors réfléchi une plus grande partie du rayonnement solaire vers l’espace, ce qui a contribué au refroidissement progressif de l’hémisphère nord».

Si les «particules en suspension se sont rapidement déposées», d’autres mécanismes (nouvelles éruptions moins importantes, rétroactions diverses, etc.) ont pris le relais et ont donc maintenu le Petit Âge glaciaire durant encore plusieurs siècles.

Une étude, dont les résultats ont été publiés dans la revue HOMO - Journal of Comparative Human Biology, apporte une explication à l'excellente conservation d'un cerveau humain âgé de 4000 ans (âge du bronze), découvert dans un des quatre corps mis à jour en 2010 sur le site archéologique de Seyitömer Höyük en Turquie.

Ces restes humains ont été «exhumés au milieu d'une couche de sédiments contenant de nombreux morceaux de bois calcinés», ce qui suggère qu'en raison d'un tremblement de terre, ces personnes ont été ensevelies dans l'effondrement de leur maison, qui a été ensuite dévorée par les flammes. Si cet environnement sans humidité ni oxygène est favorable à une bonne préservation des corps, il «ne suffit pas à expliquer une préservation des tissus sur une aussi longue durée».

L'étude indique que la véritable explication est à chercher dans «la composition du sédiment lui même», très riche en potassium, en aluminium, en bore et en magnésium. Ces éléments chimiques «réagissent avec les acides gras du corps pour créer une substance peu ragoûtante appelée 'Adipocire'» ressemblant à du savon blanchâtre, qui, «lorsque les conditions d’humidité et de température sont adéquates», apparaît «partout dans le cadavre et contribue à sa préservation à bien plus long terme».

En tout cas, du fait de son très bon état de conservation, ce cerveau pourra faire l'objet d'études sur sa biologie passée.

Des travaux, dont les résultats ont été publiés dans la revue Nature, ont permis la réalisation d'un dispositif permettant d'envisager la miniaturisation des accélérateurs linéaires.

Grâce à la nanotechnologie une sorte de réseau, long d’environ un demi-millimètre et constitué de canaux de taille micrométrique, a été gravé sur un morceau de verre de quartz de la taille d’un grain de riz. La structure de ce réseau «modifie les oscillations du champ électromagnétique d’un faisceau laser dans l’infrarouge», de sorte qu'un «électron voyageant à travers ces canaux» subit «une accélération causée par les champs électriques oscillants de la lumière laser».

C'est dans le cadre du Centre de l’accélérateur linéaire de Stanford (SLAC) que ces expériences ont été réalisées («avec ses 3,2 km de long, le Slac peut accélérer des électrons jusqu’à 50 GeV»). La méthode proposée a permis «d’accélérer des électrons dix fois plus rapidement sur une distance de moins d’un millimètre qu’avec les techniques habituelles»: plus précisément, les taux d’accélération des électrons sur une longueur donnée sont «équivalents à augmenter leur énergie de 300 MeV par mètre». Comme il est envisagé de pouvoir atteindre avec cette méthode 1 GeV par mètre, «un Slac dans un futur proche pourrait bien n’avoir que 50 m de long».

Cependant, il faut souligner que le dispositif mis au point opère sur des électrons ayant presque atteint la vitesse de la lumière, ce qui implique qu'il faut de toute façon «un accélérateur de particules classique qui sert de source primaire», comme «c’est souvent le cas avec les autres accélérateurs dans le monde, où un second étage d’accélération n’augmente pas tellement la vitesse des particules, mais les dote surtout d’une énergie bien plus élevée».

Du fait que «des accélérateurs de particules plus petits que ceux du Slac sont utilisés en médecine ou pour d’autres applications, notamment sous forme de synchrotrons», leur miniaturisation industrielle serait un progrès pour les rendre moins chers et plus accessibles aux hôpitaux. Pour l'instant, la voie est ouverte mais la route est encore longue pour y parvenir.

Deux études, dont les résultats ont été publiées dans la même édition de la revue Nature Communications, rapportent deux avancées en médecine régénérative: l’une concerne la recréation en laboratoire de glandes salivaires, qui transplantées ensuite chez des souris, ont fonctionné correctement, l'autre, celle de glandes lacrymales, réussie dans les mêmes conditions.

Pour créer les glandes salivaires, des cellules épithéliales et mésenchymateuses ont été prélevées «dans les glandes salivaires de fœtus de souris d’une quinzaine de jours». Placées «dans une substance gélatineuse nutritive enrichie en facteurs de croissance», au bout de trois jours, ces amas de cellules ont été greffées chez des souris adultes qui avaient été privées de leurs glandes salivaires.

Au bout d'un mois, il a été constaté que «les connexions avec le système nerveux et les conduits étaient établies». De plus, lorsque le tractus digestif était stimulé avec du sel, «les glandes transplantées produisaient de la salive qui venait humidifier la bouche des rongeurs».

La seconde étude, qui concernait les glandes lacrymales, a été réalisée selon le même protocole. La preuve du succès de l'expérience fut apportée en soumettant les souris à un refroidissement des yeux, ce qui les a fait verser «des larmes avec toutes les sécrétions qu'elles doivent contenir».

Dans les deux cas, des applications chez l’Homme sont envisageables, mais le protocole doit maintenant être perfectionné pour pouvoir entrer dans le cadre de la médecine.