Molecular Modelling and GNU/Linux

Most often the number of words allowed in a paper is limited (http://www.columbia.edu/cu/biology/ug/research/paper.html). Here is a short list of replacements :

Words to replace for a better understanding or concision of your sentences
Instead of ...	Write
possess	have
sufficient	enough
utilize	use
demonstrate	show
assistance	help
terminate	end
prior to	before
due to the fact that	because
in a considerable number of cases	often
the vast majority of	most
during that time	when
in close proximity to	near
it has long been known that	I'm too lazy to look up the reference

Words ending in -or (American) -our (British) color / colour, humor / humour, flavor / flavour, ...
Words ending in -ize (American) -ise (British) recognize / recognise, patronize / patronise, ...

modeller / modelling in American, modeler / modelling in English

http://www.pe2000.com/canute_spelling.htm
http://www2.gsu.edu/ wwwesl/egw/jones/differences.htm

Idiomatic expressions / proverbs

http://www.e-frenchtranslation.com/proverbs.htm
http://forum.wordreference.com/showthread.php?t=475327
http://www.anglaisfacile.com/free/proverbes-2.php
http://www.proz.com/glossary-translations/english-to-french-translations/152
http://www.languagerealm.com/french/frenchidioms.php

Un superconducteur à température ambiante, le vrai du faux du LK-99

S. Téletchéa — 2023-08-12T12:37:16Z

Sommaire

Le 22 juillet dernier, les chercheurs coréens Sukbae Lee, Jihoon Kim, Hyun-Tak Kim, Sungyeon Im, SooMin An, Keun Ho Auh ont mis en ligne un article en pré-soumission (https://arxiv.org/abs/2307.12037, https://arxiv.org/abs/2307.12008) dans lequel ils affirment avoir synthétisé puis testé le premier matériau supraconducteur à haute température. Devant l'importance de cette annonce, j'ai moi aussi été curieux de savoir ce qu'il en était, tant les implications pour notre vie quotidienne sont importantes. N'étant pas, et de loin, un spécialiste du domaine, j'essaie de synthétiser ci-après ce que j'ai compris de leurs travaux et des vérifications qui sont en cours par la communauté scientifique. Commençons tout d'abord par quelques éléments de contexte avant d'expliquer l'intérêt de leurs travaux et les doutes ou vérifications en cours.

L'origine et l'intérêt des supraconducteurs

Tout d'abord, il faut savoir que les supraconducteurs existent depuis longtemps, leur découverte date du début du 20^ème siècle, et qu'il existe de nombreuses applications à leur utilisation, par exemple dans les appareils d'imagerie médicale par résonance magnétique (IRM, https://fr.wikipedia.org/wiki/Imagerie_par_résonance_magnétique). La supraconductivité permet deux phénomènes physiques très particuliers, (i) la lévitation et (ii) l'absence de résistivité électrique. Cela veut dire par exemple que si un matériau supraconducteur était utilisé pour transporter l'électricité sur de longues distances, au lieu de passer par un changement de voltage comme actuellement sur les lignes à haute tension, la perte d'énergie serait quasiment nulle (2 à 10% actuellement, https://culturesciencesphysique.ens-lyon.fr/ressource/chiffres-energie-transport-elec.xml).

L'intérêt pour ces matériaux supraconducgteurs est aussi très important dans notre société où il est urgent de renverser la courbe de nos émissions carbone pour protéger la planète et atténuer les effets du réchauffement climatique (https://www.ipcc.ch/ar6-syr/). Avoir de tels matériaux rendrait la voiture électrique encore plus attractive et moins chère à l'utilisation.

Supraconducteurs actuels et futurs

La recherche de matériaux semi-conducteurs bat son plein, mais pour le moment ses domaines d'application sont limités, car les seuls matériaux que l'on connaît ont besoin d'une température très basse dite Température critique (Tc) pour présenter leurs propriétés supraconductrices, que seuls l'azote liquide (-196°C) et l'hydrogène liquide (-252°C) peuvent apporter (https://fr.wikipedia.org/wiki/Liste_des_éléments_chimiques_par_température_de_fusion). Les meilleurs matériaux supraconducteurs actuels sont les cuprates et nécessitent une température de -163°C ou -180°C (https://en.wikipedia.org/wiki/High-temperature_superconductivity).

Une des limites de la découverte de nouveaux supraconducteurs est l'absence de théorie globale qui permet d'expliquer de manière complète le phénomène. Les bases théoriques actuelles permettent de décrire pourquoi les matériaux lévitent, grâce à la nature diamagnétique de ceux-ci (https://fr.wikipedia.org/wiki/Diamagn%C3%A9tisme), décrits précisément par l'effet Meissner (https://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_Meissner), et de ce qui permet d'avoir la résistivité nulle du matériau, par l'apparition de paires d'électrons de Cooper (https://fr.wikipedia.org/wiki/Paire_de_Cooper). Peu de théories existent pour prédire la capacité supraconductrice des matériaux, celles-ci se retrouvent résumées dans la page wikipedia en anglais : https://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity#Conventional_theories_(1950s).

Pour aller plus loin, vous pouvez consulter le résumé sur la supraconductivité fourni par le professeur Michael S Fuhrer : https://threadreaderapp.com/thread/1688396220069474304.html.

LK99

Le 22 juillet 2023 les auteurs ont cependant affirmé avoir trouvé une "recette" qui permet d'obtenir un matériau supraconducteur à température et pression ambiante !

Devant le saut technologique que cela représente, la communauté scientifique s'est tout de suite mise à vérifier les dires des chercheurs, mais aussi de nombreux autres personnes, plus ou moins connaisseuses du sujet. Cette vérification par les pairs est classique en science, il n'existe de faits que ceux que l'on peut démontrer et prouver, il n'y a donc rien d'anormal dans ces vérifications. Ce qui est surprenant, au contraire, c'est la vitesse à laquelle les vérifications ou hypothèses ont jailli ! Voici une sélection rapide d'événements liés à ces vérifications.

Le 31 juillet encore un américain, Sinéad M. Griffin, fournit des bases théoriques basées sur des calculs avancées de mécanique quantique qui pourraient expliquer ce qui se passe au niveau électronique (https://arxiv.org/abs/2307.16892).

Le 31 juillet, les chercheurs indiens Kapil Kumar, N.K. Karn, V.P.S. Awana indiquent avoir resynthétisé le composé mais ne pas observer la lévitation du matériau (https://arxiv.org/abs/2307.16402).

Le 3 août, les chercheurs chinois Hao Wu, Li Yang, Bichen Xiao et Haixin Chang ont indiqué avoir été capables de resynthétiser le matériau et d'observer les propriétés de lévitation du matériau (https://arxiv.org/abs/2308.01516). Ils ont même fourni une vidéo qui montre le phénomène de lévitation décrit par les coréens : https://targum.video/v/2023/8/1/e2ad3b8e86961ccfdcf411d2d4d18d3f/.

Très rapidement, de nombreux laboratoires de par le monde ont ainsi démontré ou contredit les propriétés du LK99 décrites dans l'article des coréens. Le 4 août 2023, Dan Garisto publie cependant dans Nature une synthèse de ces validations et conclut que le matériau ne présente pas les propriétés attendues (https://www.nature.com/articles/d41586-023-02481-0).

L'histoire aurait pu s'arrêter là...

Mais les faits sont têtus...

Tout d'abord, l'un des auteurs a donné une interview pour défendre ses travaux, en insistant sur le fait qu'il y avait une transition de phase très nette à température ambiante, la résistivité du matériau s'annule brusquement. Cette vidéo a été retirée de Twitter (X maintenant). D'autres éléments de réflexion sont apparus ça et là dans les diverses discussions de Twitter/X :

Les chercheurs chinois Qiang Hou, Wei Wei, Xin Zhou, Yue Sun, Zhixiang Shi ont observé le 2 aoput la superconductivité du matériau sous 100K (-173°C) : https://targum.video/v/2023/8/2/79065d85347d0a5dececb858f7e3acbd/ (https://arxiv.org/abs/2308.01192)
Selon Shilin Zhu, Wei Wu, Zheng Li, Jianlin Luo, la transition vers l'absence de résistivité est liée à une transition bien connue des paires cuivre-soufre (Cu2S), donc le phénomène observé serait artefactuel (https://arxiv.org/abs/2308.04353)
Les difficultés à reproduire les résultats seraient dus à des erreurs de synthèse ou impuretés de l'équipe originelle, voire à la présence d'oxygène dans un tube cassé alors que la synthèse devrait être sous vide... Pour permettre à tout le monde d'avoir un bon protocole, une équipe américaine a mis en place une description très précise de leur synthèse : https://twitter.com/CondMatfyz/status/1687007628482756609

Tout ceci est résumé dans un fil Twitter / X : https://twitter.com/dystopiabreaker/status/1689246772030476288

La partie est donc finie.

Un brevet, une société et un article précurseur

La revue par les pairs en science n'est pas ce que l'on a observé sur Twitter/X... Quand on fait l'examen d'un article envoyé, les rapporteurs (ceux qui examinent l'article) font les commentaires nécessaires aux auteurs pour qu'ils répondent en apportant les arguments nécessaires. L'objectif d'un pre-print est de faire date pour montrer que l'on a dit quelque chose avant les autres. En l'occurrence, pour ce travail, l'article des auteurs est en cours d'examen dans la revue APL Materials (https://pubs.aip.org/aip/apm) selon le media coréen SE Daily (article original : https://www-sedaily-com.translate.goog/NewsView/29TBDDJJPG?_x_tr_sl=ru&_x_tr_tl=fr&_x_tr_hl=fr&_x_tr_pto=wapp, article traduit via Google Translate : https://www-sedaily-com.translate.goog/NewsView/29TBDDJJPG?_x_tr_sl=ru&_x_tr_tl=fr&_x_tr_hl=fr&_x_tr_pto=wapp).

Selon le journaliste, le travail des reviewers de APL Materials sera terminé à la fin du mois (août 2023) ou en début de mois prochain (septembre 2023). Cela sera certainement plus clair bientôt donc.

1) Les chercheurs sont cependant confiants dans leur trouvaille, car ils ont déjà publiés récemment dans un journal coréen les capacités de leur matériau et une partie des bases théoriques qui expliquent la supraconductivité : http://journal.kci.go.kr/jkcgct/archive/articleView?artiId=ART002955269.

2) Ils ont aussi déposé un brevet sur leur technologie depuis 2021 : https://patents.google.com/patent/WO2023027536A1/en

3) L'université de Séoul a mis en place un partenariat avec l'entreprise Quantum Energy Research Institute des chercheurs (https://www.reddit.com/r/singularity/comments/15irdap/new_interview_with_dr_kim_lk99/?rdt=61367).

La réponse sur la réalité des propriétés du matériau sera connue définitivement rapidement (ou est déjà connue), mais comme cela a été indiqué par plusieurs auteurs (sur Twitter/X) la porte qui a été ouverte ne sera pas refermée. Les matériaux resynthétisés ont présenté des propriétés inattendues, donc la compréhension des phénomènes sous-jacents va permettre une accélération très important du domaine.

La suite des événements (18 août 2023)

Compte-tenu de l'emballement autour du LK99, du temps nécessaire pour un bon processus de peer reviewing, et des enjeux technologiques et financiers qu'un supraconducteur à température ambiante peut avoir, cela va prendre du temps avant d'avoir une réponse définitive. Eri Sanada continue à mettre à jour une synthèse des éléments publiés (ou invalidés), le mieux est donc de suivre sa synthèse ici (https://eirifu.wordpress.com/2023/07/30/lk-99-superconductor-summary/#sheets) ou là (https://eirifu.wordpress.com/2023/08/12/citizen-science-lk-99-two-weeks/).

Il est aussi possible de suivre les publications d'un scientifique Indien très respecté qui semble assez précis et impartial sur le sujet, V.P.S Awana, par exemple lors d'une de ses conférences : https://www.youtube.com/watch?v=Xi4YcotAnw8.

La suite très prochainement...

Peut-on battre Google pour la prédiction de la structure des protéines ?

S. Téletchéa — 2023-06-29T09:49:55Z

Peut-être ...

Mais pour cela il faut recontextualiser le problème, comprendre ce qu'est une protéine, et imaginer quelles méthodes sont mises en jeu ou devraient être développer. Pour expliquer ces concepts, j'ai rédigé un article à destination du grand public.

Dans cet article, j'ai présenté les grandes lignes de l'approche de google, puis les éléments à prendre en compte pour valider s'ils ont raison, puis enfin discuté (un peu) d le l'avenir du domaine de la prédiction de structures de protéines.

En bref, l'article ayant été mis sous licence Creative Commons, il est maintenant accessible en ligne sans restriction sur le site de Diamond Edition :

AlphaFold, la réponse au problème le plus complexe de l'univers ?

Bonne lecture, et n'hésitez pas à m'écrire pour en discuter !

Interesting PyMol plugins

S. Téletchéa — 2023-06-29T09:35:48Z

Here is a short list of plugins related to protein structure analysis.

xPyder : a PyMOL plugin to analyze coupled residues and their networks in protein structures

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22721491/

Azahar : a PyMOL plugin for construction, visualization and analysis of glycan molecules

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27549814/

bcl::Cluster : A method for clustering biological molecules coupled with visualization in the Pymol Molecular Graphics System

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27818847/

PyXlinkViewer : A flexible tool for visualization of protein chemical crosslinking data within the PyMOL molecular graphics system

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32557917/

Templates for writing PyMOL scripts

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33179363/

Automated protein motif generation in the structure-based protein function prediction tool ProMOL

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26573864/

PyMod : sequence similarity searches, multiple sequence-structure alignments, and homology modeling within PyMOL

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/22536966/

Autodock/Vina plugin for PyMOL

https://mybiosoftware.com/autodockvina-plugin-pymol.html

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2881210/

PROVAT : a tool for Voronoi tessellation analysis of protein structures and complexes

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15932902/

Surveillance des jalons de la biologie synthétique

S. Téletchéa — 2023-06-29T09:24:32Z

Sommaire

Cette page regroupe quelques liens remarquables ayant comme perspectives la production de composés non naturels inspirés de la nature.

Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide

https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh4049

The coming of age of de novo protein design

https://www.nature.com/articles/nature19946

PyPEF—An Integrated Framework for Data-Driven Protein Engineering

https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.jcim.1c00099

Entreprises

https://amineo.design/

Molecular Modelling and GNU/Linux

Découverte du Deep Learning

Sommaire

Qu'est-ce qu'un transformer ?

BERT

GPT (3, 4, 5, ...

The "art" of scientific writing in English (for a non native)

Table of contents

Rule 1 - Define the topic of your research publication

Rule 2 - Start your document with well-defined sections

Rule 3 - The order of words in a sentence is important

Rule 4 - Be concise when you write

Tips

Some remarks from teachers

Pay attention to americanism

Idiomatic expressions / proverbs

Un superconducteur à température ambiante, le vrai du faux du LK-99

Sommaire

L'origine et l'intérêt des supraconducteurs

Supraconducteurs actuels et futurs

LK99

L'histoire aurait pu s'arrêter là...

Un brevet, une société et un article précurseur

La suite des événements (18 août 2023)

Peut-on battre Google pour la prédiction de la structure des protéines ?

Interesting PyMol plugins

Table of contents

xPyder : a PyMOL plugin to analyze coupled residues and their networks in protein structures

Azahar : a PyMOL plugin for construction, visualization and analysis of glycan molecules

bcl::Cluster : A method for clustering biological molecules coupled with visualization in the Pymol Molecular Graphics System

PyXlinkViewer : A flexible tool for visualization of protein chemical crosslinking data within the PyMOL molecular graphics system

Templates for writing PyMOL scripts

Automated protein motif generation in the structure-based protein function prediction tool ProMOL

PyMod : sequence similarity searches, multiple sequence-structure alignments, and homology modeling within PyMOL

Autodock/Vina plugin for PyMOL

PROVAT : a tool for Voronoi tessellation analysis of protein structures and complexes

Surveillance des jalons de la biologie synthétique

Sommaire

Cell-free chemoenzymatic starch synthesis from carbon dioxide

The coming of age of de novo protein design

PyPEF—An Integrated Framework for Data-Driven Protein Engineering

Entreprises