La découverte d’une molécule d’eau oblige à réécrire les manuels scolaires

Une récente étude scientifique a conduit à une réévaluation significative de la structure de l’eau salée, remettant en question les enseignements actuels des manuels scolaires. Cette recherche, publiée dans la revue Nature Chemistry, menée par des scientifiques de l’université de Cambridge et de l’Institut Max Planck pour la recherche sur les polymères, a révélé que les ions – des particules chargées électriquement – ne se situent pas à la surface de l’eau salée, mais plutôt dans une couche sous-jacente.

Découverte sur la structure de l’eau salée

L’université de Cambridge a souligné dans un communiqué de presse l’importance de cette découverte, indiquant qu’elle entraînerait une révision des modèles classiques. Yair Litman, chimiste théoricien à Cambridge, a expliqué que contrairement aux idées reçues, la surface des solutions salines présente une distribution ionique différente, et c’est cette couche ionique sous la surface qui influence l’organisation de l’interface.

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Les scientifiques ont longtemps cru que les ions, particules chargées électriquement, étaient actifs à la surface de l’eau salée. Cependant, l’étude a révélé que ces ions se trouvent en réalité dans une couche sous-jacente, et non à la surface même de l’eau. Cette révélation a été rendue possible grâce à l’utilisation d’une technique avancée de spectroscopie par génération de fréquence de somme vibratoire (VSFG). 

Cette méthode, qui analyse les vibrations moléculaires à des échelles extrêmement petites, a été améliorée par l’intégration de modèles basés sur l’intelligence artificielle, permettant aux chercheurs de distinguer avec précision les ions chargés positivement (cations) des ions chargés négativement (anions).

La structure de l’eau salée, telle qu’elle est révélée par cette recherche, est plus complexe qu’on ne le pensait. Au-dessus de la solution saline, il existe quelques couches d’eau pure, suivies d’une couche riche en ions, et enfin la masse de la solution saline elle-même. Cette structure en couches remet en question les modèles existants et nécessite une révision des manuels scolaires pour refléter ces nouvelles connaissances.

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Implications pour la science et la technologie

Cette découverte fournit des informations précieuses sur l’organisation moléculaire à la surface des solutions électrolytiques, ce qui peut influencer notre compréhension de nombreux phénomènes naturels, comme les interactions à la surface de l’océan, essentielles pour prévoir les impacts du changement climatique.

En plus d’élargir la compréhension du monde naturel, cette recherche pourrait avoir des implications pratiques, notamment dans le développement de technologies impliquant des interactions entre solides et liquides, comme les batteries. Mischa Bonn, physicien à l’Institut Max Planck, souligne l’ubiquité de ces types d’interfaces et leur potentiel pour améliorer les dispositifs et technologies existants.

L’équipe envisage également d’appliquer ces méthodes à l’étude des interfaces solide/liquide, ce qui pourrait ouvrir la voie à des avancées dans le domaine des batteries et du stockage d’énergie. Ce progrès souligne l’importance de la recherche continue et de la remise en question des modèles établis, pavant la voie à de nouvelles compréhensions et innovations.

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