L’eau est un composé extrêmement commun sur Terre. Extrêmement étudié également. Pourtant, il semble vouloir garder une part de mystère. C’est ce que laisse penser une découverte réalisée par des chercheurs américains. Les microgouttelettes d’eau seraient capables de produire spontanément du peroxyde d’hydrogène.

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Le peroxyde d’hydrogène est un composé chimique de formule H2O2. Il sert notamment au blanchiment du papier ou au traitement des eaux. De désinfectant, en traitement local, aussi. Et de comburantcomburant pour la propulsion des fusées. En solution aqueusesolution aqueuse, on l'appelle tout simplement eau oxygénéeeau oxygénée.

L'une des choses les plus importantes que j'ai faites

Le peroxyde d'hydrogènehydrogène, c'est donc un composé largement employé. Mais il est malheureusement souvent produit par des procédés peu respectueux de l’environnement. Ce qui donne à la découverte fortuite réalisée par des chercheurs de l'université de Stanford (États-Unis), une importance toute particulière. « Je pense même que cela pourrait être l'une des choses les plus importantes que j'ai faites », confie Richard Zare, professeur de chimiechimie.

Une découverte faite par hasard alors que son équipe cherchait à fabriquer des nanostructures d'or au cœur de microgouttelettes d’eau. Pour ce faire, les chimistes ont d'abord ajouté un agent réducteuragent réducteur. Mais en le supprimant, ils ont remarqué que les nanostructures se formaient malgré tout. Un résultat qu'ils ont attribué à la présence dans les gouttelettes de groupes hydroxyle, un groupe réducteur composé d'un atomeatome d'oxygèneoxygène et d'un atome d'hydrogène.

Une bande test vire au bleu lorsqu’elle est pulvérisée avec des microgouttelettes d’eau, indiquant la présence de peroxyde d’hydrogène. © Stanford, YouTube

Une méthode verte pour produire du peroxyde d’hydrogène

C'est ce constat qui a poussé les chimistes de Stanford à s'interroger sur la présence de peroxyde d'hydrogène. Pour en avoir le cœur net, rien de tel qu'une série de tests. Parmi lesquels, un test très basique. Ils ont pulvérisé des microgouttelettes d'eau sur une surface couverte de luminol -- ce produit que les experts de la police utilisent pour illuminer les traces de sang -- et d'hydroxyde de sodiumhydroxyde de sodium. Et la lumière bleuelumière bleue caractérisant l'oxydationoxydation du luminolluminol par le peroxyde d'hydrogène est apparue.

Tous les tests ont confirmé que les microgouttelettes d'eau forment spontanément du peroxyde d'hydrogène. De manière d'autant plus importante que les gouttelettes sont petites. Et lorsque les gouttelettes sont recombinées pour former de l'eau, le peroxyde d'hydrogène formé n'est pas perdu.

« L'eau est l'un des matériaux les plus courants. Elle a été étudiée pendant des années. Mais elle semble toujours nous cacher quelques secrets », note Richard Zare. Les chercheurs considèrent aujourd'hui que le phénomène est dû à la présence d'un puissant champ électrique dans l’air, à proximité de la surface des microgouttelettes. Celui-ci forcerait les groupes hydroxyle à se lier de façon à forme du peroxyde d'hydrogène.