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L'eau gèle au lieu d'ébullition dans les nanotubes de carbone

L'eau gèle au lieu d'ébullition dans les nanotubes de carbone

Des chercheurs du MIT ont récemment découvert un nouveau détail choquant sur l'eau. Dans les petits espaces d'un nanotube de carbone (seulement quelques molécules d'eau de large), l'eau peut geler même à des températures élevées qui la feraient normalement bouillir.

[Image fournie par Pixabay]

Alors que l'eau a ses mystères, l'eau, au niveau de la mer, bout à 100 degrés Celsius. Lorsqu'elles sont confinées dans des espaces plus petits, les points d'ébullition et de congélation tombent normalement autour de 10 ° C. La découverte du MIT montre comment même les substances les plus connues changent dans de petites structures.

«Tous les paris sont ouverts lorsque vous devenez vraiment petit», a déclaré Michael Strano, professeur de génie chimique au MIT. "C'est vraiment un espace inexploré."

Strano et son équipe ont utilisé des systèmes d'imagerie et la spectroscopie vibrationnelle pour suivre le mouvement de l'eau à l'intérieur des tubes. Cela a permis aux équipes non seulement de vérifier la présence d'eau dans les tubes mais aussi sa phase.

"Nous pouvons dire si c'est de la vapeur ou du liquide, et nous pouvons dire si c'est dans une phase rigide", a déclaré Strano. Il a évité le terme «glace» car la glace implique une structure cristalline, et ils n'ont pas été en mesure de déterminer cela dans ces petits espaces.

«Ce n’est pas nécessairement de la glace, mais c’est une phase semblable à celle de la glace», a déclaré Strano.

L'équipe a réalisé les changements de comportement de l'eau compte tenu de la moindre différence de diamètre des nanotubes. Même une différence entre 1,05 nanomètre et 1,06 nanomètre faisait des dizaines de degrés de point de congélation.

«Si vous confinez un fluide dans une nanocavité, vous pouvez en fait déformer son comportement de phase», a expliqué Strano.

Strano a noté un autre mystère: que l'eau est même entrée dans les nanotubes en premier lieu. Les nanotubes de carbone sont considérés comme hydrophobes.

Les résultats pourraient conduire à de nouvelles découvertes qui tirent parti des résultats. Il est possible que les «fils remplis de glace» utilisent les propriétés électriques et thermiques de l'eau pour rester stables à température ambiante. Les fils de glace pourraient devenir de grands porteurs de protons. L'eau conduit les protons 10 fois plus efficacement que les autres matériaux conducteurs.

Les résultats complets peuvent être trouvés dans Nanotechnologie de la nature.

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Via Nature Nanotechnology, Ingénierie

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