Aux États-Unis, un étudiant a effectué une découverte
importante en procédant à une expérience simple de manipulation de
deux liquides présentant différents niveaux de densité. Le jeune
homme est à l’origine du tout premier liquide auto-formant de
l’Histoire, une découverte qui pourrait peut-être s’avérer utile à
l’avenir.
Une grande première !
Lorsque l’on tente de mélanger deux liquides n’ayant pas
la même densité, ceux-ci se séparent dès lors que l’on
stoppe leur brassage. Ainsi, le plus lourd des deux se dépose au
fond du récipient et le plus léger se place au-dessus. Ce genre
d’expérience est très simple à mener, par exemple avec de l’eau et
de l’huile. De plus, ajouter davantage de types de liquides aux
densités variables permet d’obtenir encore plus de couches bien
distinctes.
Pour rappel, l’eau à 4°C incarne la valeur de
référence avec une masse volumique fixée à 1000 kg/m3.
Outre l’huile (920 kg/m3) certains liquides sont plus léger que
l’eau, par exemple l’essence (750 kg/m3) et l’acétone (790 kg/m3).
D’autres sont en revanche plus lourds, notamment le lait (1030
kg/m3) et la glycérine (1260 kg/m3).
Dernièrement, un étudiant du Département de science et
d’ingénierie des polymères de l’Université du Massachusetts à
Amherst (États-Unis) a découvert un liquide
auto-formant, une grande première ! Ces recherches ont
fait l’objet d’une publication dans la revue Nature Physics le 4 avril 2025.
Crédits : capture YouTube / UMass Amherst
Un liquide en forme d’urne grecque
Dans son tube à essai, Anthony Raykh a placé de l’eau et de
l’huile mais également, un troisième élément : de petites
particules de nickel. Or, grâce à leur charge magnétique,
ces particules ont joué un rôle de barrière entre l’eau et l’huile.
Surtout, le nickel a donné une forme de vase (ou d’urne) au
liquide, une courbure extrême du fait de l’apparition d’une
chaîne de dipôles. Or, ce résultat obtenu par hasard
n’avait jamais été observé auparavant.
« L’interface stabilisée par les particules dans un
récipient cylindrique adopte rapidement et de manière reproductible
la forme d’une urne grecque après une agitation vigoureuse.
La suppression de
l’émulsification, la formation rapide d’une interface d’équilibre
stable et non plane et l’augmentation de la tension interfaciale
proviennent toutes d’interactions magnétiques dipolaires
attractives dans le plan entre les
particules.« , peut-on lire dans
l’étude.
Enfin, il est possible de s’interroger à propos de l’intérêt de
cette découverte. Outre le fait d’apporter de nouvelles
connaissances en science des matériaux, celle-ci pourrait s’avérer
utile dans plusieurs domaines impliquant souvent le mélange
de matériaux aux densités différentes. Citons par exemple
le secteur du bâtiment avec la fabrication du bitume ou encore,
l’industrie pharmaceutique.
Voici la vidéo de présentation des travaux d’Anthony Raykh :
