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Pour son édition 2021, notre dossier des Découvertes de l’année offre une place aux jeunes! En plus des textes réguliers de nos journalistes, nous avons demandé à des élèves de la quatrième année du secondaire du Collège Sainte-Anne de Lachine de nous présenter à leur façon les découvertes primées.
La science d’ici vue par les jeunes d’ici!
Des chercheurs de l’Institut National de la Recherche Scientifique (INRS) ont observé en direct pour la première fois un phénomène appelé roaming moléculaire (errance moléculaire), une situation étonnante où un fragment d’une molécule fait un « détour » pendant une réaction chimique.
Pour accomplir cette recherche, Heide Ibrahim a mis en place une équipe internationale de scientifiques, incluant des théoriciens et des expérimentateurs. Leur défi consistait à filmer l’errance moléculaire, en d’autres mots le mouvement d’un fragment moléculaire en temps réel pendant une réaction chimique. Alors qu’autrefois on pouvait connaître l’état des molécules avant et après la réaction chimique, on peut maintenant voir le comportement des molécules pendant la réaction.
Les chercheurs ont pu observer des situations où des fragments de molécules errent plus loin et plus longtemps que nécessaire avant d’intégrer la molécule finale, un phénomène nommé “roaming”. Ils savaient qu’il existait, mais personne n’avait jamais été capable de le filmer.“Prenez les étoiles filantes, donne en exemple Heide Ibrahim. On sait qu’elles existent, mais elles sont difficiles à filmer: il faut être au bon endroit au bon moment. Même chose pour le roaming.”
Les chercheurs ont centré leurs travaux sur une réaction en particulier, la photodissociation d’une molécule appelée formaldéhyde. La photodissociation consiste à séparer les atomes d’une molécule en utilisant des impulsions laser. La réaction normale commence avec le formaldéhyde, H2CO, et les produits finaux sont le H2 et le CO–. Mais entre les deux, les chercheurs ont découvert que, parfois, un atome d’hydrogène isolé se promène un peu avant d’intégrer la molécule de H2. C’est le fameux roaming.
Tout cela se joue sur des durées très brèves, ce qui a compliqué le travail des scientifiques. Ils avaient d’abord configuré leur caméra en nanoseconde, mais ont dû la configurer en femtoseconde.
Les scientifiques ont réussi à accomplir deux choses pendant leur projet : ils ont réussi à développer un système permettant de “filmer” une réaction chimique en temps réel, à l’échelle moléculaire, et ils ont réussi à capter le phénomène de roaming dans la réaction de dissociation du formaldéhyde.
“Cette caméra aidera à mieux comprendre la chimie, s’enthousiasment les chercheurs. Elle permettra de visualiser les réactions chimiques, notamment sur des plus grosses molécules, comme celles retrouvées en biochimie et en biologie. ”
Auteurs: Manuel Bacon-Heres, Tristan Lepinzan, Linda Wei, Jon Malaj, Benjamin Hanley, Andrew Goubrail, Nada Elkaissouni
Lisez la présentation de cette découverte par l’équipe de Québec Science.