Spé physique argent textile

Fiche professeur De l'argent dans nos vêtements ! Thème 3 : matériaux Type de ressources : Activité documentaire Domaines d'étude Nouveaux matériaux Mots-clés Nanoparticules, textiles innovants Résumé : Au cours de cette activité documentaire, dans le domaine des textiles innovants et antibactériens, l'élève comprend l'intérêt d'utiliser des nanoparticules d'argent et le mode d'action des ions argent sur une bactérie. Académie où a été produite la ressource : Académie de Paris http://www.ac-paris.fr/portail/jcms/piapp1_59019/disciplines-physique-chimie-portail 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 ?uvre : Durée : 0h30 à 1h 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. A 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 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 ». Extrait de la page internet : http://www.urgomedical.fr/Physiopathologie/La-peau-et-les-plaies/Bacteriologie-des-plaies A partir du corpus de documents ci-dessus, 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. Expliquer l'augmentation de la perméabilité de la membrane cytoplasmique bactérienne en présence d'ions argent. Indiquer la manière dont ces ions s'assimilent à l'ADN de la bactérie. Préciser la nature des liaisons rompues et les sites de fixation. 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.