Les molécules sont petites mais puissantes. Les molécules jouent un rôle énorme dans l'humanité. Elles ont sauvé des milliards de vies (R-C9H11N2O4S Pénicilline), ont été l'alchimie de la technologie (Si Silicium), ont fait des ravages environnementaux (CO2 Monoxyde de carbone) et ont rendu le monde plus heureux (C2H6O Méthanol comme dans les alcools). Il est probable que les molécules ont changé le cours de l'histoire humaine. Maintenant, on a découvert que les petites molécules odorantes ont un impact énorme.
1,000,000,000,000 de parfums humains !
Nous savons que les humains peuvent discriminer 16 millions de couleurs différentes et près d'un demi-million de tonalités audio différentes, mais le nombre d'odeurs semble infini. Récemment, lors de tests psychophysiques de "discrimination de mélanges d'odeurs", on a découvert que les humains peuvent discriminer plus d'un billion d'odeurs différentes. (Les tests ont été réalisés à partir d'une collection de 128 molécules odorantes différentes.1)
Ce nombre étonnant est bien plus élevé que les estimations précédentes des odeurs distinguables. Il démontre que le système olfactif humain, avec ses centaines de récepteurs différents, surpasse de loin les autres sens. Tout cela est basé sur la dynamique moléculaire des odeurs.
Soudain, les molécules odorantes sont importantes ; voici pourquoi...
Les molécules du parfum sont étudiées par les chimistes organiques du monde entier comme un indice sur l'univers. La réalisation la plus étonnante étant que, bien que les odeurs ne soient que des molécules, elles peuvent avoir un impact émotionnel, psychologique et même physiologique important. Les attributs des parfums (ou des odeurs comme on les appelle dans les revues scientifiques) sont complexes et variés. Classer les odeurs comme les goûts de base (sucré, acide, salé et amer) en classes distinctes n'est pas facile. Heureusement, il existe plusieurs "tonalités" qui peuvent être classées en groupes.
Il existe de nombreuses molécules organiques et synthétiques qui sentent bon. Nous en faisons l'expérience tout le temps : utiliser un parfum pour sentir bon aux yeux des autres ou s'arrêter pour mettre son nez dans une rose. Pour être détectables par nos nez, les molécules doivent être dissoutes dans des lipides ou des graisses, petites2 et volatiles. Les molécules parfumées s'échappent ensuite de leur fluide dans l'air. 3
C'est là que nous les attrapons. Une rose d'un autre nom sent-elle aussi bon ? Oui. C'est le cas.
Le nez sait. Voici comment...
Le nez est l'organe le plus important pour distinguer les odeurs. Le tissu sensoriel (épithélium olfactif) est une membrane muqueuse située sur le toit de la cavité nasale. Les odeurs lui parviennent dans l'air que nous respirons. Pour les odeurs plus imperceptibles, il suffit de renifler plus souvent, ce qui permet d'aspirer plus d'air et de parfum. C'est alors que les molécules se dissolvent et rejoignent les récepteurs olfactifs. En un rien de temps, les cellules envoient des impulsions nerveuses directement à notre cerveau.
Au début de sa vie, il apprend à associer l'odeur à son origine (comme la rose). Cette mémoire stockée nous permet de la reconnaître (même lorsque l'objet est caché). Il l'associe également à un souvenir (la première rose que j'ai sentie, c'était avec ma grand-mère, donc les roses me rappellent le jardin de grand-mère) ou la classe comme inconnue.
Les molécules synthétiques ont créé l'industrie moderne des parfums
Au début du 20e siècle, une vague de produits chimiques synthétiques innovants a frappé le marché des parfums, notamment les ionones (qui simulent le parfum des violettes) et le musc synthétique. Comme toutes les grandes innovations, le musc a été découvert accidentellement par un chimiste qui essayait de fabriquer un explosif. Désormais disponibles en quantité, ces molécules manufacturées étaient facilement accessibles. Le monde des parfums est essentiellement passé du noir et blanc à la couleur. C'est à ce moment-là que le véritable "récit de parfum" est né.
"Les synthétiques sont ce qui a rendu la parfumerie moderne possible", explique le parfumeur Rodrigo Flores-Roux, qui a créé des parfums pour Calvin Klein et Tom Ford. "Historiquement, c'est l'application de quelque chose qui n'a jamais été utilisé auparavant ou la surdose d'un ingrédient qui a permis à un parfum de résister à l'épreuve du temps, et dans presque tous les cas, comme les célèbres aldéhydes de Chanel n°5, c'est une matière synthétique qui a fait cela." 4
Dans les laboratoires français top secrets de grands fabricants de parfums comme Firmenich, International Flavors & Fragrances (IFF) et Givaudan, de brillants scientifiques démontent puis réassemblent les liens chimiques qui maintiennent les molécules ensemble. Ils en tirent de nouveaux parfums et sont souvent surpris par le résultat.
"Colomb est parti pour découvrir une route vers l'Inde mais a fini en Amérique", a déclaré Anubhav Narula, directeur de recherche pour les ingrédients de parfumerie chez IFF dans un article paru dans Elle en décembre dernier. "Un scientifique peut concevoir une molécule pour fabriquer une rose mais se retrouver avec un jasmin."
Comme pour toute innovation, le chemin de la découverte peut te mener là où tu ne t'y attendais pas, avec des résultats meilleurs que ceux que tu avais imaginés.
Tu n'as pas besoin de réciter des milliards de parfums, mais impressionne tes amis avec ces...
Les molécules synthétiques ne se distinguent pas de leurs cousines organiques. Il en existe de nombreuses, mais les plus répandues sont les suivantes : Fleuri (jasmin), Épicé (gingembre, poivre), Fruité (acétate d'éthyle), Résineux (fumée de résine), Faux (œuf pourri), Brûlant (goudron). Le musc (muscone), le camphre, le rance (acide isovalérique, acide butyrique) et le piquant (acide formique, acide acétique) sont tous des bases essentielles pour les parfums.
L'intensité de leur combinaison peut créer un monde presque tridimensionnel en une bouffée. Elle transcende les souvenirs et oblige le cerveau à se saisir d'éléments qu'il ne peut pas décrire. Les théories et les hypothèses sur ces molécules sont compliquées par le fait que certaines molécules de forme très différente peuvent avoir des odeurs similaires, alors que des molécules de forme similaire peuvent parfois avoir des odeurs très différentes les unes des autres. Comment ces experts créent-ils des odeurs qui n'ont pas de fond ? Il y a une raison pour laquelle les gens peuvent faire les choses que ces parfumeurs peuvent faire. Ils sont passionnés. Énormément, sans retenue, passionnés.
Voici la partie la plus étonnante : Les molécules odorantes VIBRATE
Les molécules odorantes sont composées d'atomes reliés par des liaisons. La disposition des liaisons et des atomes définit la "vibration" de la molécule. Dans les années 1930, le chimiste britannique Malcolm Dyson a été le premier à suggérer que notre nez détecte les vibrations des molécules.
Par conséquent, les chimistes peuvent identifier les molécules par leurs vibrations, en utilisant un spectroscope pour observer le rayonnement et la vibration. Comprendre comment elles vibrent et pourquoi est une clé pour comprendre comment les odeurs sont perçues.
C'est la vibration ! Le secret du parfum réside dans les vibrations moléculaires
Le Dr Luca Turin a dirigé un groupe brillant dans une étude révolutionnaire qui a changé l'industrie du parfum. Leur étude a révélé que "le secret de l'odeur" réside dans les vibrations moléculaires. Les vibrations moléculaires, plutôt que la forme moléculaire, donnent aux substances leur odeur distincte. Un biophysicien né au Liban et fasciné par les mécanismes de l'odorat,
Le Dr Turin a élaboré cette théorie innovante en 1996. Ce n'est pas seulement la forme de la molécule qui est importante, selon le Dr Turin, mais aussi la façon dont elle vibre une fois à l'intérieur de la poche de liaison du récepteur. Si elle oscille de la bonne façon, elle encourage un électron à "sauter" d'une partie de la protéine réceptrice à une autre. Ce processus appelé "tunnel quantique" déclenche une impulsion nerveuse. La théorie de Turin peut potentiellement expliquer les différents parfums des molécules ayant la même forme mais des atomes différents.
Tout cela et plus encore a été prouvé, selon une nouvelle étude conjointe du London Center for Nanotechnology (LCN) et des scientifiques de l'University College London (UCL). (L'UCL se classe 7e parmi les 10 meilleures universités du monde, selon le QS World University Rankings® 2018). Dans cette étude conçue pour découvrir comment l'odeur est inscrite dans la structure d'une molécule, les scientifiques ont testé si en changeant la façon dont une molécule vibre à l'échelle nanométrique, elle change son odeur. Le Dr Turin, l'auteur de cette étude, a déclaré :
"Nous pouvons détecter et identifier des dizaines de milliers de molécules odorantes par la seule odeur. Le plus grand mystère peut se résumer à une seule question : qu'est-ce qui fait qu'une molécule sent la rose, le citron ou les œufs pourris ? Ce travail montre que la modification des vibrations moléculaires des molécules change leur odeur. Les récepteurs de nos nez agissent comme de minuscules spectromètres pour identifier les molécules par leurs vibrations."
Les molécules odorantes vibrent et bougent pour être reconnues. Ce "petit danseur5" peut avoir un impact sur les humains de manière à provoquer des changements de comportement. Dans la deuxième partie, j'expliquerai comment cela fonctionne et comment cela peut aider le monde.
