Comment représenter des molécules

Thème 3 – Matériaux
TS SPE
TP 3-12 – nanoparticules d’Ag
TP 3-12 DE L’ARGENT DANS NOS VÊTEMENTS !
Thème 3 : matériaux
Type de ressources : Activité documentaire
Domaines d’étude
Nouveaux matériaux
Mots-clés
Nanoparticules, textiles innovants
Pré requis :
 La liaison hydrogène et les interactions électrostatiques.
Compétences transversales :
 Mobiliser ses connaissances;
 Extraire de documents les informations utiles;
 Organiser les informations pour les utiliser;
Conditions de mise en œuvre :
 Durée : 0h30 à 1h
ACTIVITÉ 1 – LA LIAISON HYDROGÈNE
(texte 2nde sur la liaison hydrogène)
TS SPE
Thème 3 – Matériaux
TP 3-12 – nanoparticules d’Ag
ACTIVITÉ 2 – Étude documentaire : les nanoparticules d'argent
Lire les documents suivants et répondre aux questions.
À partir du corpus de documents ci-dessous, répondre aux questions suivantes :
1°/ Dans les textiles, quel est l’intérêt d’utiliser des nanoparticules d’argent ?
2°/ En une quinzaine de lignes, décrire le mode d’action des ions argent sur une
bactérie.
a) Expliquer l’augmentation de la perméabilité de la membrane cytoplasmique
bactérienne en présence d’ions argent.
b) Indiquer la manière dont ces ions s’assimilent à l’ADN de la bactérie.
c) Préciser la nature des liaisons rompues et les sites de fixation.
DE L’ARGENT DANS NOS VÊTEMENTS !
Document 1
Textiles innovants
« Dans le secteur textiles et habillement, ce sont les nanoparticules d’argent (Ag) qui ont la côte.
L’argent est connu depuis l’Antiquité pour ses qualités « favorables » à la santé (chez les Phéniciens et
les Romains). On sait aujourd’hui que l’argent est bactéricide, d’où son usage en cuisine (couverts et
récipients). L’effet bactéricide de l’argent est lié au fait que ce métal s’ionise lentement. À l’état de
nanoparticules, le taux d’ionisation s’accroît considérablement, ce qui en fait un puissant bactéricide.
De là à l’utiliser dans le textile, il n’y a qu’un pas manifestement déjà franchi par de nombreuses firmes,
en quête de nouveaux marchés. L’argent est introduit dans les fibres pour éviter les problèmes de
dégradation liés aux micro-organismes, comme les odeurs de transpiration ou la décoloration. De
nombreuses marques de chaussettes et de bas intègrent cette technologie de même que des vêtements
de sport. La technologie argent – en fait le recours aux nanoparticules d’argent – est évidemment tout
indiquée pour les tissus à usage médical. C’est ainsi que de nombreux fabricants de bandages ont mis
sur le marché des pansements à nanoparticules d’argent, vendus librement en pharmacie. »
Par Paul Lannoye, culture éducative permanente, Belgique
Thème 3 – Matériaux
TS SPE
TP 3-12 – nanoparticules d’Ag
Document 2
Structure de la membrane plasmique
Les parties hydrophiles (tête) des molécules de phospholipides restent en contact avec l’eau et sont
chargées négativement, tandis que la partie hydrophobe (queue) est protégée à l’intérieur de la
structure.
Source de l’image : http://biodidac.bio.uottawa.ca/
Document 3
Mode d'action des ions Ag+
« Les ions Ag+ ont une action bactéricide sur un grand nombre de
souches et ont des effets complémentaires sur le métabolisme des
bactéries :
- arrêt du processus de réplication de l'ADN bactérien
- diminution de la résistance de la paroi
- augmentation de la perméabilité au niveau de la membrane
cytoplasmique bactérienne
- inhibition des enzymes respiratoires provoquant une asphyxie de la
bactérie ».
Source : Extrait de la page internet :
http://www.urgomedical.fr/Physiopathologie/La-peau-et-lesplaies/Bacteriologie-des-plaies
TS SPE
Thème 3 – Matériaux
TP 3-12 – nanoparticules d’Ag
Réponses
1. À l’état de nanoparticules, le taux d’ionisation de l’argent s’accroît considérablement, ce qui en fait
un puissant bactéricide.
2. Les ions d’argent en concentration suffisamment élevée (70 à 100 ppm) tueront les bactéries en se
liant à différents endroits de la paroi cellulaire et en la détruisant. Ainsi d’autres ions d’argent peuvent
agir à l’intérieur, sur l’ADN et sur les enzymes respiratoires. La réplication de l’ADN est par
conséquent inhibée et aucune mutation n’est donc possible.
Détaillons un peu le mécanisme. Les ions argent chargés positivement forment des composés
électrostatiques avec la surface des membranes bactériennes hydrophiles et chargées négativement
(voir légende du document 2). Ces composés modifient la perméabilité des membranes des cellules.
Les bases de la molécules d’ADN s’apparient par liaisons hydrogène selon une loi de correspondance
stricte : l’adénine (A) avec la thymine (T) et la guanine (G) avec la cytosine (C). Ces liaisons sont faibles
et sont rompues lors de la réplication de l’ADN. Les ions argent perturbent la réplication car ils se
fixent sur le site de la Guanine (G) et sur le site de l’Adénine (A) (voir figure du document 3).
Complément d’information pour le professeur
Les antibiotiques agissent uniquement au niveau d’un endroit récepteur externe de la cellule
bactérienne. Les bactéries peuvent, moyennant une mutation, changer cet endroit récepteur, ce qui
entraîne l’inefficacité de l’antibiotique. La résistance aux antibiotiques est causée par une utilisation
exagérée ou abusive.