Des capsules minuscules ayant un impact énorme
On dirait une nature morte moderne : quand on regarde cette photo, on pénètre profondément dans le corps humain. Les capsules creuses de polymère ne mesurant que quelques micromètres dans cette image prise au microscope électronique sont un microsystème de transport intelligent mis au point par les chercheurs de l’Institut Max Planck de recherche sur les colloïdes et les interfaces à Potsdam. Il transporte des substances actives ayant la forme de microbilles dans l’organisme et les libère de manière ciblée sur les cellules malades. Pour que l’enveloppe des capsules ne s’ouvre qu’aux endroits voulus, par exemple sur des cellules cancéreuses, leur surface est dotée de molécules de reconnaissance. Celles-ci s’accolent alors aux cellules malades. Les conditions variables de l’environnement, comme par exemple la température, peuvent sceller les membranes des capsules ou bien les ramollir de manière à ce que les substances actives dont elles sont porteuses se diffusent dans l’organisme.
Institut Max Planck de recherche sur les colloïdes et les interfaces, Potsdam
La dynamique des électrons
Tout semble fluide sur cette image, les électrons donnent l’impression de s’écouler d’un centre vert. Ils se déplacent dans toutes les directions dans un gaz électronique en deux dimensions à partir d’une source en forme de point. Les physiciens de l’Institut Max Planck de dynamique et auto-organisation à Göttingen ont simulé ce scénario sur ordinateur. Le lieu où se déroule cet événement fictif est une couche conductrice, épaisse de quelques millionièmes de millimètre et composée de semi-conducteurs spéciaux. Après avoir démarré d’un même point à la même vitesse, toutes les particules à charge négative se diffusent dans des directions différentes. De minuscules impuretés provoquent la « déviation » des électrons et, ainsi, la ramification du flux des particules. Ces simulations permettent aux chercheurs de mieux comprendre les mouvements des particules au niveau micrométrique, une compréhension qui pourrait servir au développement des semi-conducteurs.
Institut Max Planck de dynamique et auto-organisation, Göttingen
Des filets pour capturer les bactéries
Les germes pathogènes n’y échappent pas les bactéries intruses indésirables en rouge se prennent dans les filets jaunes des neutrophiles, ils s’y empêtrent et meurent. Les chercheurs de l’Institut Max Planck de biologie infectieuse à Berlin illustrent l’impressionnant mécanisme de défense du système immunitaire humain avec cette image réalisée avec un microscope électronique à balayage qu’ils ont ensuite colorée et qui s’est avérée être une découverte intéressante. Les chercheurs savaient que les neutrophiles, qui font partie des globules blancs, peuvent dévorer les bactéries en les enveloppant et les résorbant à l’intérieur des cellules. La nouveauté, c‘est que les neutrophiles jettent aussi, tel un filet, des structures filamenteuses capturant les bactéries et peuvent ainsi les tuer à l’extérieur des cellules.
Institut Max Planck de biologie infectieuse, Berlin
Un univers en matière noire
Des couleurs intenses et des lumières qui évoquent un ciel étoilé : ce modèle numérisé montre un réseau cosmique virtuel fait de matière noire et reliant différentes galaxies lumineuses dans l’univers. Les scientifiques qualifient de matière noire la matière dont on ne peut pas démontrer l’existence au niveau optique mais dont les chercheurs supposent l’existence. Avec cette simulation, les chercheurs de l’Institut Max Planck d’astrophysique à Garching visualisent la matière noire. Ils peuvent ainsi étudier son impact sur les corps célestes et la naissance de structures cosmiques. Dans ce modèle, les différences de clarté représentent la densité de la matière et les couleurs les différentes vitesses des particules. Il montre comment la dynamique et la gravitation des particules de matière noire expliquent la grande diversité et la complexité des structures cosmiques.
Institut Max Planck d’astrophysique, Garching
Des grains aciculaires renforçant la céramique
Un intérieur stable radiographié en couleur : les matériaux céramiques peuvent être efficacement renforcés avec des grains ressemblant à de longues aiguilles. Avec leur radiographie à lumière polarisée d’une lamelle de céramique, les chercheurs de l’Institut Max Planck de recherche sur les métaux à Stuttgart (appelé aujourd’hui Institut Max Planck d’étude des systèmes intelligents) montrent deux grains d’une taille similaire (en blanc et en bleu) chez lesquels la base de l’un s’est cristallisée autour de l’autre, et vice-versa.
Institut Max Planck d’étude des systémes intelligents, Stuttgart
Des colliers de perles atomiques
Un escalier de perles descendant : cette image invite à se plonger dans des univers microscopiques. Elle a été réalisée par des scientifiques de l’Institut Fritz Haber de la Société Max Planck à Berlin pour visualiser la structure superficielle des monocristaux avec, entre autres, des méthodes théoriques assistées par ordinateur. La disposition géométrique des atomes à la surface des monocristaux joue un rôle déterminant pour comprendre leurs caractéristiques physiques et chimiques. Pour leurs études, les chercheurs ont mis au point un logiciel spécifique de visualisation. La surface a été largement déformée au niveau optique pour représenter la couche supérieure du monocristal de palladium. Cela donne une impression de surfaces courbes en colliers de perles qui mènent à l’infini au centre de l’image.
Institut Fritz Haber de la Société Max Planck, Berlin
