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Posté par Adrien le Mardi 30/08/2011 à 12:00
Une mousse qui dure, qui dure... et qui s'effondre à volonté !

inra UR1268 BIA
Des solutions savonneuses qui moussent, cela n'est pas extraordinaire ; une mousse de savon stable pendant plusieurs mois, même à 60°C, cela l'est davantage. D'autant plus si cette mousse est produite à partir d'une substance naturelle et peut être rapidement détruite en modifiant seulement son environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques actuels, le...) thermique (La thermique est la science qui traite de la production d'énergie, de l'utilisation de l'énergie pour la production de chaleur ou de froid, et des transferts de...), et ceci de façon réversible. C'est en résumé le travail réalisé par des équipes de l'Inra, du CEA et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...), qui ouvre de nouvelles applications susceptibles d'intéresser les fabricants de cosmétiques ou de détergents. Les résultats de ces recherches sont publiés dans la revue Angewandte Chemie du 29 août.

Du fait de leur texture particulière et des molécules qui les constituent, les mousses ont souvent des vertus détergentes. En physico-chimie, les molécules, qu'il faut absolument disperser dans l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) pour faire une mousse, sont dites "tensioactives". Elles se placent spontanément entre l'eau et l'air (L'air est le mélange de gaz constituant l'atmosphère de la Terre. Il est inodore et incolore. Du fait de la diminution de la pression de l'air avec l'altitude, il est nécessaire de pressuriser...), ce qui permet de stabiliser des films d'eau très fins autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit...) des bulles d'air de la mousse, selon une architecture (L’architecture peut se définir comme l’art de bâtir des édifices.) particulière. De par leurs propriétés, les mousses ont de nombreuses applications dans des secteurs comme le nettoyage, la décontamination, la cosmétique, la lutte contre la pollution (La pollution est définie comme ce qui rend un milieu malsain. La définition varie selon le contexte, selon le milieu...) ou les incendies, l'agroalimentaire, ou l'extraction de ressources naturelles.

Les chercheurs de l'Inra, du CEA et du CNRS ont étudié ici une molécule tensioactive particulière, l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique...) gras 12-hydroxy stéarique, issue de l'huile de ricin (L'huile de ricin est une huile végétale obtenue à partir des graines de ricin. Elle est incolore à jaune très clair. Elle est constituée à plus de 90%...). Pour disperser cette molécule initialement insoluble dans l'eau, ils lui ont ajouté un sel. Ils ont ensuite démontré les propriétés très avantageuses de ce tensioactif (Un tensioactif ou agent de surface est un composé qui modifie la tension superficielle entre deux surfaces. Les composés tensioactifs sont des molécules amphiphiles, c'est-à-dire qu'elles...): même en faible quantité, il produit une mousse abondante et, surtout, stable pendant plus de 6 mois (Le mois (Du lat. mensis «mois», et anciennement au plur. «menstrues») est une période de temps arbitraire.), contrairement aux tensioactifs classiques qui ne stabilisent les mousses que quelques heures (L'heure est une unité de mesure  :). Les chercheurs ont observé et expliqué ce phénomène par microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de...) et diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion...) de neutrons, permettant de suivre in situ l'évolution de la structure à l'échelle nanométrique.


Ainsi, ils ont montré que dans une gamme de températures moyennes, entre 20 et 60°C, l'acide gras 12-hydroxy stéarique, mélangé avec le "bon" sel, se disperse dans l'eau sous forme de tubes de quelques microns. Ces tubes forment alors une structure parfaitement stable et rigide dans les films d'eau très minces placés entre les bulles d'air, ce qui explique la tenue de la mousse.

Au-delà de 60°C, ces tubes fusionnent sous la forme d'assemblages sphériques mille fois plus petits (quelques nanomètres), que les chercheurs appellent des "micelles". La mousse auparavant stable s'effondre alors car la structure rigide disparait. Les chercheurs ont montré que cette transition d'un assemblage de tubes à un assemblage de micelles est « réversible ». En effet, si on augmente la température d'une mousse, son volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) va diminuer dès la formation de micelles, et si on rabaisse la température entre 20 et 60°C, les tubes se reforment et la mousse se stabilise à nouveau (pour retrouver le volume de mousse initial, il faudrait tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) de même réinjecter de l'air).

La constitution d'une mousse aussi stable avec une molécule tensioactive aussi simple et d'origine naturelle est une première. La température de transition entre l'état où la mousse contient des tubes, et l'état "micelles", dépend du sel choisi pour disperser la molécule dans l'eau, ce qui accroît son potentiel d'utilisation.

Cette chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) verte, puisqu'elle est issue d'une bio-molécule, ouvre des perspectives intéressantes car les mousses sont amplement utilisées dans l'industrie. Il serait par exemple possible de produire des détergents ou des shampoings dont on peut contrôler la quantité de mousse par simple effet de la température et ainsi en faciliter l'évacuation. Certains produits cosmétiques nécessitent de nombreux éléments chimiques afin d'obtenir une mousse stable ; l'utilisation de l'acide gras 12-hydroxy stéarique permettrait de limiter la quantité d'éléments synthétiques tout en conservant les propriétés « moussantes » plus longtemps.

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Source: CEA
 
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