Des chercheurs repoussent les limites du gel de l’eau


Les chercheurs de l'UH repoussent les limites lorsque l'eau gèle

Le de congélation de minuscules gouttes d’eau joue un rôle essentiel dans la survie des animaux dans des environnements froids, car une goutte d’eau gelée dans une provoque la rupture et la mort de la cellule. Crédit : Université de Houston

Bien que l’un des grands mystères de la science, la transformation de l’eau en glace échappe souvent à l’esprit des gens, car on pense seulement qu’elle se produit. Mais comment et pourquoi cela se produit a été largement étudié par des scientifiques des glaces comme Hadi Ghasemi, professeur agrégé Cullen de génie mécanique à l’Université de Houston. Afin d’observer le processus de cristallisation de l’eau à la glace au niveau moléculaire, Ghasemi rapporte le meilleur aperçu du processus à ce jour : la transformation de la phase eau-glace jusqu’à 2 nm (nanomètres) de diamètre.

Lorsque Ghasemi a ensuite examiné ces minuscules particules, il a fait une autre découverte. Il pourrait franchir la de congélation de l’eau et maintenir minuscules gouttelettes liquides en les mettant en contact avec des interfaces molles telles que des gels ou des lipides.

« Nous avons découvert que lorsqu’une goutte d’eau entre en contact avec une interface souple, la de congélation peut être considérablement plus basse que sur des surfaces dures. De plus, une goutte d’eau de quelques nanomètres pourrait empêcher le gel à -44°C si elle entre en contact avec une surface molle », rapporte Ghasemi dans Communication nature.

La limite de la température de congélation d’une goutte d’eau est de -38°C. Cela signifie que chaque goutte d’eau gèle à une température comprise entre 0°C et -38°C. La congélation était auparavant inévitable en dessous de cette température.

La congélation d’une si petite goutte d’eau joue un rôle vital dans la survie des animaux dans des environnements froids, car une goutte d’eau congelée dans une cellule provoque la rupture et la mort de la cellule. Le processus joue également un rôle clé dans la prévision climatique, les conditions nuageuses, la cryoconservation des organes et les technologies exposées aux conditions de givrage telles que les avions et les éoliennes.

« L’étude expérimentale de la température de congélation de gouttelettes d’eau de quelques nanomètres était un défi non résolu. Ici, nous avons pu utiliser une nouvelle technologie de mesure pour sonder le gel des gouttelettes d’eau dans la plage du micromètre jusqu’à l’échelle de 2 nm », a déclaré Ghasemi.

Auparavant, Ghasemi avait développé un matériau anti-glace pour les applications aérospatiales avec un nouveau concept appelé localisation des contraintes. Ses découvertes actuelles contribuent à une meilleure compréhension des phénomènes naturels et fournissent des lignes directrices pour la conception ultérieure de systèmes d’antigivrage pour l’aviation, l’énergie éolienne et les infrastructures jusqu’aux systèmes de cryoconservation.


Des chercheurs découvrent un nouveau matériau pour améliorer le dégivrage


Plus d’information:
Alireza Hakimian et al., Congélation de gouttelettes d’eau de quelques nanomètres, Communication nature (2021). DOI : 10.1038 / s41467-021-27346-w

Fourni par l’Université de Houston

Citation: Un chercheur repousse la limite du moment où l’eau gèlera (2021, 6 décembre), consulté le 6 décembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-12-limit.html

Ce document est soumis au droit d’auteur. À l’exception du commerce équitable à des fins d’étude ou de recherche privée, aucune partie ne peut être reproduite sans autorisation écrite. Le contenu est fourni à titre informatif seulement.

Laisser un commentaire