Lorsqu’elle est confinée dans des nanotubes de carbone, des sortes de pailles extrêmement fines, l’eau passe à l’état solide au-delà de 100 °C ! © Allgord, Shutterstock

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Dans les nanotubes, l'eau gèle à plus de 100 °C

ActualitéClassé sous :physique , Eau , nanotube de carbone

Au niveau de la mer, l'eau bout à 100 °C et gèle à 0 °C. Lorsqu'elle est confinée dans un petit espace, ses changements de phases peuvent intervenir à des températures qui diffèrent de quelque 10 °C, mais pas plus. C'est du moins ce qui était jusque-là entendu, mais des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) sont parvenus à solidifier de l'eau... à plus de 100 °C !

De l'eau qui passe de l'état liquide à l'état solide à une température excédant les 100 °C, c'est incroyable... et pourtant bien vrai si l'on se fie à une expérience menée par des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT). Une expérience dans laquelle ils ont confiné de l'eau dans des nanotubes de carbone.

Comment ont-ils réussi cette prouesse ? Cela reste un mystère, reconnaissent-ils, car les nanotubes de carbone sont réputés hydrophobes. Pourtant, des molécules d'eau sont parvenues à se frayer un chemin dans ces minuscules tuyaux à peine plus larges qu'elles-mêmes. Les chercheurs du MIT ont alors fait monter la température et là, surprise !

Des images en spectroscopie vibrationnelle — qui permettent de révéler les mouvements des molécules d’eau — ont trahi le comportement de l’eau confinée dans des nanotubes de carbone. À gauche, l’eau sous sa forme liquide. À droite, une eau qui commence à se solidifier au-delà de 100 °C. © Michael Strano,Massachusetts Institute of Technology

Le diamètre des nanotubes influe sur la température de solidification

À une température de 105 °C -- température à laquelle, en principe, l'eau devrait passer à l'état gazeux --, ils ont commencé à voir apparaître des signes d'un passage de l'eau à un état solide ! Un état solide qu'ils se refusent pour l'heure d'appeler « glace », car malgré la précision de leurs mesures -- effectuées à l'aide d'un système de spectroscopie vibrationnelle --, ils n'ont pas pu en déterminer la structure cristalline particulière.

Ce qu'ils assurent en revanche, c'est qu'une infime variation du diamètre des nanotubes (entre 1,05 et 1,06 nanomètre) a de grandes conséquences -- plusieurs dizaines de degrés -- sur la température de solidification en question. De quoi envisager sérieusement de concevoir des câbles à eau permettant de conduire le courant protonique 10 fois plus efficacement que des câbles classiques.

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