Comment les scientifiques ont créé la goutte d’eau la plus pure sur Terre.
Si la propreté est à côté de la piété, alors c’est une gouttelette divine.
Des chercheurs de l’Université de technologie de Vienne ont annoncé hier (23 août) qu’ils avaient créé la goutte d’eau la plus propre au monde.
Cette eau ultra pure pourrait aider à expliquer comment les surfaces autonettoyantes, comme celles recouvertes de dioxyde de titane (TiO2), se recouvrent d’une mystérieuse couche de molécules lorsqu’elles entrent en contact avec l’air et l’eau.
« Nous avions quatre laboratoires dans le monde étudier cela et quatre explications différentes », a déclaré la co-auteure de l’étude, Ulrike Diebold, chimiste à l’Université de technologie de Vienne.
A la lumière du jour
Lorsque les surfaces de TiO2 sont exposées à la lumière ultraviolette, elles réagissent de manière à « manger » tous les composés organiques qu’elles contiennent, a déclaré Diebold. Cela donne à ces surfaces un certain nombre de propriétés utiles ; par exemple, un miroir recouvert de TiO2 repoussera la vapeur d’eau même dans une salle de bain embuée.
Mais laissez-les trop longtemps dans une pièce sombre, a déclaré Diebold, et la mystérieuse saleté se forme.
La plupart des explications proposées impliquent une sorte de réaction chimique avec la vapeur d’eau ambiante. Mais Diebold et ses collègues ont appliqué la gouttelette d’eau ultra propre sur la surface et ont montré que l’eau seule ne provoque pas l’apparition du film.
Créer cette goutte super propre était cependant un défi. Comme nous l’avons déjà mentionné, l’eau est très facilement contaminée par des traces d’impuretés, et l’eau parfaitement pure n’existe pas.
Pour se rapprocher le plus possible de la pureté parfaite, a déclaré Diebold, son équipe a dû concevoir un gadget spécialisé qui a poussé l’eau à ses limites.
Dans une chambre de l’appareil se trouvait un vide, avec un « doigt » suspendu à son plafond refroidi à moins 220 degrés Fahrenheit (moins 140 Celsius). Les chercheurs ont ensuite libéré un mince échantillon purifié de vapeur d’eau d’une chambre adjacente dans le vide, de sorte que l’eau a formé un glaçon au bout de ce doigt. Les chercheurs ont ensuite laissé le glaçon se réchauffer et fondre, de sorte qu’il s’égoutte sur un morceau de TiO2 en dessous avant de s’évaporer rapidement dans la chambre à ultra-basse pression. Par la suite, le TiO2 n’a montré aucun signe du film moléculaire que certains chercheurs soupçonnaient de provenir de l’eau, ont rapporté les chercheurs aujourd’hui (23 août) dans la revue Science.
« La clé est que ni l’eau ni le dioxyde de titane n’avaient jamais été exposés à l’air auparavant », a déclaré Diebold.
Des analyses de suivi de TiO2 à l’aide de microscopes et de spectroscopes ont montré que le film n’était pas du tout composé d’eau ou de composés liés à l’eau. Au lieu de cela, l’acide acétique (qui donne au vinaigre son goût amer) et l’acide formique, un composé similaire, sont apparus à la surface. Les deux sont des sous-produits de la croissance des plantes et ne sont présents qu’en infimes quantités dans l’air – mais, apparemment, il y a suffisamment de ce matériau flottant pour salir une surface autonettoyante.
