fr.wedoany.com Rapport : Une équipe de recherche autrichienne a découvert que la structure formée par les molécules d'eau à l'échelle de la nanoseconde influence le processus d'adsorption des particules chargées sur les surfaces, une découverte aux implications potentielles pour des secteurs industriels tels que les batteries, les piles à combustible et les membranes biologiques. Des chercheurs de l'Université technique de Vienne, de l'Université de Vienne et de l'Université d'Oslo, dans le cadre du cluster « MECS » financé par le Fonds autrichien pour la science, ont établi pour la première fois un modèle thermodynamique capable de décrire quantitativement l'adsorption des particules, en combinant la microscopie à force atomique à haute résolution, les simulations de dynamique moléculaire et les mesures spectroscopiques. L'étude montre que la vision traditionnelle selon laquelle l'attraction électrostatique domine le processus d'adhésion doit être révisée, l'ordre statistique de l'eau à des échelles de temps extrêmement courtes jouant également un rôle clé.

Markus Valtiner, chef de l'équipe de recherche à l'Institut de physique appliquée de l'Université technique de Vienne, explique que les particules chargées ne se déplacent pas seules en solution aqueuse, mais sont entourées de molécules d'eau qui peuvent s'organiser de différentes manières. Par exemple, les ions lithium, de petite taille, ordonnent fortement les molécules d'eau environnantes, tandis que les ions césium, plus volumineux, produisent un effet beaucoup plus faible. Cette structure ordonnée est de nature statistique et non cristalline fixe, les molécules d'eau vibrant et se redistribuant continuellement, formant des liaisons faibles qui se rompent ensuite. Lorsque les ions se déplacent vers une surface, cette enveloppe de molécules d'eau qu'ils transportent est forcée de se restructurer.

Les ions qui influencent davantage les molécules d'eau environnantes génèrent plus d'ordre, ce qui, d'un point de vue thermodynamique, produit un état d'entropie plus faible. Plus l'entropie est basse, moins cet état a de chances de se produire spontanément, ce qui rend plus difficile l'adhésion directe de ces ions à la surface. Le nouveau modèle prend en compte simultanément l'attraction électrostatique, les effets entropiques et les interactions avec les molécules d'eau, permettant de prédire plus précisément quels ions adhéreront et comment ils se comporteront dans les électrodes de batteries, les catalyseurs ou même les membranes biologiques. Valtiner souligne qu'il ne s'agit pas d'un concept de « mémoire de l'eau » ou d'information mystique de l'eau, mais d'un modèle quantitatif basé sur un mécanisme physique, capable de décrire précisément l'interaction dynamique entre les ions et les molécules d'eau environnantes.

Texte compilé par Wedoany. Toute citation par IA doit mentionner la source « Wedoany ». En cas de contrefaçon ou d'autre problème, veuillez nous en informer rapidement ; nous modifierons ou supprimerons le contenu le cas échéant. Courriel : news@wedoany.com