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Une première. Des chercheurs ont imagé directement la fusion d’atomes d’hydrogène et d’oxygène, formant des bulles d’eau nanométriques. Le procédé pourrait être utilisé pour produire ce précieux liquide dans des environnements extrêmes.
Spectacle nanométrique
Pour obtenir cet aperçu sans précédent, les chercheurs de l’université Northwestern se sont tournés vers le palladium, employé comme catalyseur depuis des décennies pour les réactions d’hydrogénation et d’oxydation. Des échantillons de ce métal ont été placés dans des nanoréacteurs encapsulés dans une membrane vitreuse ultrafine.
Les gaz ont ensuite été introduits, et le spectacle filmé à une échelle record (0,102 nanomètre) grâce à de puissants microscopes électroniques.
Il s’est avéré que les atomes d’hydrogène pénétraient la structure cristalline cubique du palladium, provoquant la dilatation du métal, et que l’ajout d’oxygène entraînait la formation de bulles d’eau à sa surface, décrites comme les plus petites jamais observées. Une série d’expériences a permis d’optimiser la réaction, se produisant en quelques secondes seulement.
De vastes implications
Selon l’équipe, l’approche pourrait potentiellement être exploitée dans le cadre de futures missions spatiales habitées. Avec de grandes feuilles de palladium remplies d’hydrogène qui seraient transportées sur d’autres planètes, et auxquelles une certaine quantité d’oxygène serait ajoutée afin de produire de l’eau potable.
L’accès à cette ressource vitale constituant une préoccupation majeure dans de nombreuses partie du monde, elle pourrait également être déployée dans les régions les plus arides ou isolées.
« Le palladium est onéreux, mais recyclable quasi indéfiniment », souligne Yukun Liu, auteur de la nouvelle étude, publiée dans la revue PNAS. « La seule chose consommée pour le procédé est du gaz, et l’hydrogène est le gaz le plus abondant de l’Univers. Après la réaction, nous pouvons réutiliser la plateforme encore et encore. »