Une équipe d’ingénieurs chimistes de l’Université PSL, du CNRS, de l’Université Harvard et de la société chimique Calyxia a découvert un moyen de prévenir ou de retarder la coalescence dans certains liquides non miscibles.
Dans leur journal publié dans la revue Sciencele groupe décrit comment les expériences qu’ils ont menées ont conduit à la découverte d’un moyen de faire en sorte que certains fluides, tels que l’eau et l’huile, restent sous forme d’émulsion pendant de longues périodes sans utiliser de tensioactifs.
Il est bien connu que lorsque deux liquides non miscibles, comme l’eau et l’huile, sont mélangés, ils ne le restent pas très longtemps : ils se séparent lentement en deux couches. C’est parce qu’ils ne se mélangent jamais vraiment au départ ; au lieu de cela, ils coexistent sous forme de gouttelettes qui fusionnent lorsqu’elles entrent en contact les unes avec les autres.
Pour cette raison, les chimistes ont développé divers tensioactifs qui obligent ces liquides à rester « mélangés » pendant un certain temps. Mais, comme le soulignent les chercheurs impliqués dans cette nouvelle étude, ces tensioactifs sont souvent toxiques pour l’environnement, les humains ou les deux.
Le travail de l’équipe consistait à mélanger de nombreux types de liquides non miscibles (principalement de l’eau et plusieurs types d’huiles), puis à les étudier pour en savoir plus sur leur comportement. Ce faisant, ils ont noté dans certains cas des films d’huile très fins mais stables qui se formaient spontanément entre les gouttelettes après agitation des échantillons.
Un examen plus approfondi a montré que les films minces induisaient une adhésion entre les gouttelettes tout en les empêchant de fusionner. Et cela a permis aux deux liquides de rester dans un état de type secoué pendant de longues périodes. L’équipe note qu’un tel phénomène n’a jamais été observé auparavant.
Après avoir mené d’autres expériences, l’équipe de recherche a découvert que les huiles hautement polaires et de poids moléculaire élevé empêchaient le mieux la coalescence. Ils ont également noté que des films minces se formaient au moment où les fluides étaient secoués.
Ils soulignent que la plupart des huiles végétales peuvent être polymérisées sans trop d’effort, ce qui suggère que de nombreux matériaux biodégradables pourraient être fabriqués sans avoir recours à un tensioactif. Il en va de même, suggèrent-ils, pour les parfums et les cosmétiques.
Les chercheurs suggèrent en outre que les techniques qu’ils ont utilisées pour « mélanger » les liquides non miscibles pourraient également être utilisées pour développer de nouveaux types de plastiques fabriqués à partir de matériaux biodégradables et d’eau.
Plus d’information:
Claire Nannette et al, De minces films d’huile adhésifs conduisent à des mélanges anormalement stables d’eau dans l’huile, Science (2024). DOI : 10.1126/science.adj6728
© 2024 Réseau Science X