Regardez les atomes « nager » dans un liquide

Lorsqu’un liquide est mis en contact d’un solide, chacun adapte sa configuration en réponse à la présence de l’autre. Il est question, là, d’interactions qui se jouent à l’échelle atomique. Et elles sont importantes. Parce qu’elles sous-tendent de nombreux processus biologiques. Mais aussi parce qu’elles déterminent l’efficacité de la production d’eau propre tout comme le comportement des batteries et des piles à combustible. Celles dans lesquelles on produit de l’électricité à partir d’hydrogène.

L’ennui, c’est que les scientifiques manquent encore d’informations sur la manière dont les atomes se comportent aux interfaces solide-liquide. À défaut de techniques qui permettent d’aller y voir de plus près. La microscopie électronique en transmission classique aide à analyser le comportement des atomes dans le vide. Mais des chercheurs de l’université de Manchester (Royaume-Uni) estiment que les données ainsi recueillies sont trompeuses.

Les chercheurs de l’université de Manchester (Royaume-Uni) ont pu confirmer que les atomes ne réagissent pas de la même façon selon qu’ils sont placés à l’intérieur ou à l’extérieur d’une chambre à vide. De quoi suggérer que la pression de l’environnement a une influence sur leur comportement. © Clark et al., Université de Manchester
Les chercheurs de l’université de Manchester (Royaume-Uni) ont pu confirmer que les atomes ne réagissent pas de la même façon selon qu’ils sont placés à l’intérieur ou à l’extérieur d’une chambre à vide. De quoi suggérer que la pression de l’environnement a une influence sur leur comportement. © Clark et al., Université de Manchester

Des applications concrètes à venir

Ils ont donc mis au point une sorte de lame de microscope nouvelle génération, une « cellule liquide à double graphène », pour observer vraiment la façon dont les atomes se déplacent dans un liquide. Ils ont suspendu une couche 2D de disulfure de molybdène (MoS2) dans un liquide – de l’eau salée contenant des atomes de platine (Pt) – et ont encapsulé le tout dans du graphène. Car le matériau est lui aussi bidimensionnel, mais surtout solide, inerte et imperméable. De quoi contrôler avec précision les volumes et les épaisseurs des couches de liquide. Et capturer en vidéo, des atomes en train de « nager » dans ledit liquide.

Leur conclusion : la présence de liquide accélère...

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