C'est l'une de ces questions scientifiques si simples, si fondamentales, qu'il est difficile de croire que nous n'avions pas de réponse jusqu'à présent : à quoi ressemble l'eau lorsqu'elle se forme ? Des océans aux flaques d’eau, nous savons quel est le résultat remaining, mais personne n’a jamais vu naître une nouvelle molécule d’eau. Comme le dit le dicton, l’eau, l’eau, partout, mais la façon dont elle se forme est si mystérieuse qu’elle nous donne envie de boire.
Cela a changé grâce au travail des ingénieurs de la Northwestern College. Grâce à une nouvelle méthode d’analyse des molécules de gaz, ils ont pu observer la formation d’eau à la plus petite échelle jamais enregistrée. Non seulement ils ont été témoins de la formation d’une minuscule goutte d’eau, mais ils ont également déclaré que leur expérience pourrait avoir d’énormes ramifications, tant ici sur Terre que sur d’autres planètes.
Le palladium est un métal intéressant en raison de sa capacité à absorber d’énormes quantités d’hydrogène. Bien que certaines réactions chimiques nécessitent des environnements soigneusement calibrés, le palladium est succesful de réaliser cet exploit à température ambiante et à des pressions atmosphériques normales. Mais le pourquoi est resté « insaisissable », écrivent les ingénieurs dans leur étude.
« C'est un phénomène connu, mais il n'a jamais été entièrement compris », a déclaré Yukun Liu, doctorant qui a travaillé sur l'étude, dans une interview. déclaration. « Parce qu'il faut vraiment pouvoir combiner la visualisation directe de la génération d'eau et l'analyse de la construction à l'échelle atomique afin de comprendre ce qui se passe avec la réaction et remark l'optimiser. »
En janvier, le professeur Vinayak Dravid du Nord-Ouest a dévoilé un nouveau technique pour observer les atomes, à l'aide d'une membrane qui retient les molécules de gaz, qui peuvent ensuite être examinées sous de puissants microscopes électroniques. La nouvelle méthode a permis de voir les molécules avec une résolution de 0,102 nanomètre, soit à peu près la même taille que les plus petites molécules.
« Nous pensons qu’il s’agit peut-être de la plus petite bulle jamais formée qui ait été vue directement. Ce n'est pas ce à quoi nous nous attendions. Heureusement, nous l'enregistrions pour pouvoir prouver aux autres que nous n'étions pas fous.
Dans la revue PNAS, Liu, Dravid et leurs collègues décrit remark ils ont utilisé cette method pour observer les molécules d'hydrogène entrant dans le palladium. En temps réel, ils ont vu de minuscules bulles d'eau se former à la floor du palladium.
« Nous pensons qu'il s'agit peut-être de la plus petite bulle jamais formée qui ait été vue directement », a déclaré Liu. « Ce n'est pas ce à quoi nous nous attendions. Heureusement, nous l'enregistrions pour pouvoir prouver aux autres que nous n'étions pas fous.
La méthode s'apparente au personnage de Matt Damon dans Le Martien brûler du carburant de fusée pour extraire de l'hydrogène et ajouter de l'oxygène pour créer de l'eau, a déclaré Dravid. « Notre processus est analogue, sauf que nous contournons le besoin d'incendie et d'autres circumstances extrêmes », a-t-il ajouté. «Nous avons simplement mélangé du palladium et des gaz.»
Pour confirmer qu’ils observaient de l’eau, ils ont mesuré l’énergie perdue par diffusion des électrons au cours du processus. Le résultat était identique à ce que l’on trouve dans le processus de liaison de l’oxygène à l’eau.
Parce qu’ils ont pu voir ce qui se passait à une si petite échelle, les ingénieurs ont pu commencer à étudier le processus, se faisant ainsi une idée plus précise des circumstances nécessaires pour que le palladium génère de l’eau. Ils ont découvert que l’exposition du métal à l’oxygène avant l’hydrogène ralentissait la vitesse de réaction, alors que l’inverse se produisait lorsque l’hydrogène était ajouté en premier.
Cette prise de conscience pourrait contribuer à alimenter les futurs projets de manufacturing d’eau, qu’ils visent à amener de l’eau dans des régions arides du globe, dans l’espace ou même sur d’autres planètes. Le meilleur, c'est que le processus ne modifie pas la composition moléculaire du palladium, ce qui signifie que la même pièce peut être utilisée encore et encore.
« Le palladium peut paraître cher, mais il est recyclable », a déclaré Liu. « Notre processus n'en consomme pas. La seule selected consommée est du gaz, et l’hydrogène est le gaz le plus abondant dans l’univers. Après la réaction, nous pouvons réutiliser la plateforme en palladium encore et encore.
C'est une excellente nouvelle, automotive l'eau est quelque peu nécessaire pour toute base avec équipage sur la Lune ou toute mission sur Mars. C'est une nouvelle encore meilleure pour Matt Damon, qui a la mauvaise habitude de bloqué sur des planètes inhospitalières.
