L’eau, partie fondamentale de la vie, peut sembler un élément vulgaire et simple, mais la vérité est qu’elle est entourée de mystères. L’un d’eux est son point de congélation. Contrairement à ce que beaucoup de gens croient, le H2O ne l’atteint pas nécessairement à 0ºC, mais il peut refroidir beaucoup plus avant de devenir la glace de nos boissons. Dans quelle mesure est-il possible de refroidir l’eau liquide sans la congeler? Des recherches antérieures ont pointé à 12.77ºC en dessous de zéro, mais maintenant une équipe avec la participation de chercheurs du Conseil Supérieur de la Recherche Scientifique (CSIC) a abaissé beaucoup plus la température: elle a montré que l’eau liquide pure peut exister à 43ºC, le minimum atteint loin.
Les résultats sont publiés dans le dernier numéro des Physical Review Letters et sont bien plus qu’une simple curiosité scientifique, car les propriétés anormales de H2O peuvent affecter le climat et ont joué un rôle clé dans la préservation de la vie sur la planète.
L’eau a des propriétés anormales, par exemple, sa densité, qui est maximale à 4 ° C, ou le fait que sa forme solide est moins dense que l’état liquide. Ces particularités ont permis de préserver la vie au fond des lacs gelés lors des glaciations et d’affecter le climat terrestre car les calottes glaciaires flottantes ne modifient pas le niveau des océans. Certaines de ces anomalies, telles que la capacité calorifique (la quantité d’énergie nécessaire pour modifier la température d’une substance) sont accentuées lorsque l’eau se refroidit en dessous du point de congélation (0 ° C).
« L’origine de cette anomalie est attribuée à la structure particulière des ponts hydrogène entre les molécules d’eau, mais aucune explication détaillée n’est disponible au niveau moléculaire.Une façon de se plonger dans cette connaissance est d’étudier la structure de l’eau liquide sous-refroidie, qui est celui qui reste à l’état liquide sous le point de congélation », explique le chercheur du CSIC, José María Fernández, qui travaille à l’Institut pour la structure de la matière.
Les molécules d’H2O à l’état liquide ou solide sont liées entre elles par des liaisons hydrogène, formant un réseau tridimensionnel. Ce réseau est responsable de la liquidité de l’eau à température ambiante et de ses propriétés anormales.
«Plus l’eau se refroidit en dessous de 0 ° C, plus elle devient instable en ce qui concerne sa conversion en glace, donc l’eau profondément sous-refroidie est tellement inaccessible», ajoute le chercheur du CSIC, dont le travail est une nouvelle méthode pour mesurer température des gouttelettes d’eau liquide avec une précision de + -0,6 C °.
Minuscules gouttes
Les expériences ont consisté à préparer une rangée très uniforme de minuscules gouttelettes, d’environ six microns de diamètre, à l’intérieur d’une chambre à vide. «Lorsqu’ils voyagent dans le vide, à une vitesse de 72 km / h, les gouttelettes sont rapidement refroidies par évaporation superficielle.Pour déterminer si les gouttes étaient encore liquides ou gelées, nous les avons éclairées avec un faisceau laser focalisé. nous avons analysé spectralement la lumière diffusée par eux « , explique Fernández.
La technique de production d’eau liquide sous-refroidie peut être utilisée dans d’autres expériences pour la détermination structurale, comme la diffraction des rayons X synchrotron ou la diffraction des neutrons, ainsi que pour l’analyse de micro-gouttelettes d’autres liquides sous-refroidis. .
Source: abc.es
