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Des chercheurs en Suisse ont pu abaisser la température de l’eau gèle à -263 ° Celsius sans qu’elle soit congelée, ouvrant des possibilités intéressantes sur la façon dont nous étudions les structures moléculaires à des températures extrêmes.

Abaisser la température de l’eau proche du zéro absolu

Normalement les molécules d’eau, l’eau se transforme en glace alors qu’elle est refroidie à zéro degré et que les molécules à la surface commencent à se cristalliser et se transforment en glace, qui se propage aux molécules voisines et continue jusqu’à ce que toute la masse d’eau soit gelée. Le tout est alors organisée dans une structure de réseau 3D très différente de l’état non organisé des molécules d’eau normales; une caractéristique qui permet à l’eau de s’écouler librement.
Les physiciens et les chimistes de l’ETH Zurich et de l’Université de Zurich ont découvert une nouvelle manière de procéder. Il contient des molécules qui se comportent de la même manière que des molécules adipeuses naturelles, ou lipides, et se chargent de se rassembler et de s’auto-assembler pour former des membranes.
Ces membranes ont une forme de réseau de canaux microscopiques de moins d’un nanomètre de diamètre et, malheureusement, pour les cristaux de glace, ils ne peuvent tout simplement pas se former, ce qui signifie que de l’eau s’ajoute à la structure et demeure fluide, même refroidi à des températures extrêmes.
Certaines hélices liquides refroidissent leur structure mésophase lipidique à une température froide de -263 ° C, qu’ils notent à peine 10 ° C au-dessus du zéro absolu, sans aucun signe de ces cristaux de glace. Cela a des ramifications au-delà d’une simple expérience scientifique, car cela pourrait nous aider à mieux comprendre des situations à des températures aussi extrêmes.

Protéger les grandes biomolécules

« Ce processus de congélation normal, lorsque les cristaux de glace se forment, endommage généralement et détruit les membranes et les grandes biomolécules importantes, ce qui nous empêche de déterminer leur structure et leurs fonctions avec les mêmes membranes. »
C’est un dilemme qui motive une recherche similaire au Massachusetts General Hospital l’année dernière, au cours de laquelle des scientifiques ont mis au point une nouvelle technique de surfusion utilisant une eau contenant des huiles à base de carbone. L’échantillon d’eau liquide était à -20 ° Celsius.
Ce type de travail ouvre des possibilités importantes à d’autres chercheurs qui souhaitent comprendre les structures et les fonctions de molécules naturelles de différentes manières, mais il pourrait également être utilisé dans des scènes où il serait utile de prévenir le gel de l’eau dès le départ.

Un outil pour faciliter l’étude des structures moléculaires

« Notre objectif principal était de fournir aux chercheurs un nouvel outil facilitant l’étude des structures moléculaires à basse température, sans cristaux gênants venant de la glace, et offrant une vision parfaite » des composants de la vie, à savoir l’eau et les lipides, qui interagissent dans des conditions extrêmes de température et de confinement géométrique. » Comme ce fut le cas probablement au début de la formation de la Terre.
La recherche a été publiée dans la revue Nature Nanotechnology.
Source : ETH Zurich
Crédit photo sur Unsplash : Samara Doole

Des scientifiques refroidissent l'eau à -263 ° sans la congelermartinPhysique
Des chercheurs en Suisse ont pu abaisser la température de l'eau gèle à -263 ° Celsius sans qu'elle soit congelée, ouvrant des possibilités intéressantes sur la façon dont nous étudions les structures moléculaires à des températures extrêmes. Abaisser la température de l'eau proche du zéro absolu Normalement les molécules d'eau, l'eau...