Général

Des chercheurs créent le film liquide le plus fin au monde


Il y a maintenant une nouvelle compréhension du mot «humide» grâce aux physiciens qui ont créé le film de liquide le plus fin jamais créé. Une équipe de l'Université du Vermont a conçu une nouvelle classe de revêtements et de lubrifiants d'une épaisseur de seulement quelques atomes.

«Nous avons appris ce qui contrôle l'épaisseur des films ultra-minces cultivés sur du graphène», a déclaré Sanghita Sengupta, doctorante à l'UVM et auteur principal de la nouvelle étude. "Et nous avons maintenant une bonne idée des conditions - comme les boutons sur lesquels vous pouvez tourner - changeront le nombre de couches d'atomes qui se formeront dans différents liquides."

L'équipe a publié ses résultats dans une édition récente de la revue Lettres d'examen physique. Alors que l'étude elle-même gagnait en popularité, les chercheurs ont expliqué un moyen plus simple de comprendre ce qu'ils avaient accompli. Lorsque la pluie tombe sur l'iPhone de quelqu'un, des perles se forment sur l'écran du téléphone. Ces perles peuvent être rapidement secouées et n'endommageront pas le téléphone. Sinon, si vous emportez votre iPhone dans la salle de bain avec vous pour écouter de la musique pendant que vous vous douchez, votre téléphone sera également recouvert d'une fine couche d'eau à cause de la vapeur. Les chercheurs ont expliqué que ces deux concepts contribuent tous deux à la même idée plus large.

«Ce sont deux exemples extrêmes de la physique du mouillage», a noté le physicien de l'UVM Adrian Del Maestro, co-auteur de la nouvelle étude. "Si les interactions à l'intérieur du liquide sont plus fortes que celles entre le liquide et la surface, les atomes de liquide collent ensemble, formant des gouttelettes séparées. Dans le cas contraire, la forte traction de la surface fait se répandre le liquide, formant un film mince."

Cependant, il y a plus d'un demi-siècle, les physiciens ont émis l'hypothèse qu'il pourrait y avoir une troisième possibilité de mouillage. Ils ont développé l'idée de «mouillage critique» - une époque où des atomes de liquide se formaient à la surface d'un film mais s'arrêtaient après avoir obtenu seulement quelques atomes d'épaisseur. Le célèbre scientifique soviétique Evgeny Lifshitz a compris le concept, mais comme beaucoup de ses collègues physiciens à l'époque, il doutait qu'ils soient réels. Si le mouillage critique était réel, il ne pourrait pas être facilement testé en laboratoire.

Ironiquement, le prix Nobel de physique 2010 est allé à deux scientifiques russes pour la création de graphène - le matériau que l'équipe de recherche du Vermont vient d'utiliser pour prouver que «le mouillage critique» était réel.

Au cours des dernières années, le graphène s'est avéré être le super matériau de tous les super matériaux. Il conduit bien l'électricité, interagit avec l'eau de manière unique et peut être adapté pour faire à peu près tout ce dont les scientifiques de divers domaines pourraient avoir besoin.

Pour Del Maestro et son équipe, le graphène était la «surface idéale pour tester le mouillage critique». À partir de là, les physiciens ont comparé diverses quantités d'hydrogène, d'hélium et d'azote qui se comportaient lorsqu'elles étaient exposées au graphène. En utilisant un vide ainsi que dans d'autres conditions, l'équipe a découvert qu'une couche liquide des différents gaz se formerait sur le graphène ultra-mince. Cependant, comme l'a souligné Valeri Kotov, membre de l'équipe, le film cesse de croître lorsqu'il "a dix ou 20 atomes d'épaisseur".

Le film adhère au graphène grâce aux forces de Van Der Waals. Les faibles forces du liquide sur le graphène peuvent ne pas sembler impressionnantes par rapport à la force avec laquelle l'eau adhère aux objets. Mais faire en sorte que des forces aussi faibles restent collées et collées dans un laboratoire était un défi en soi, ont noté les chercheurs.

«Ce qui est important, c'est que nous puissions ajuster cette épaisseur», a noté Sengupta.

Bien que cette découverte ne remodelera pas complètement les matériaux étanches à l'eau ou l'électronique étanche, l'équipe a noté que cela donnerait à d'autres ingénieurs la capacité de comprendre et de contrôler le mouillage critique. Il a également fourni des avancées significatives dans ce que les chercheurs savent du graphène.


Voir la vidéo: 10 ALIMENTS QUE VOUS NE RACHÈTEREZ PLUS APRÈS AVOIR VU CETTE VIDÉO. Lama Faché (Octobre 2021).