Les nano-ions se font mousser

Publié par Adrien le 22/10/2021 à 09:00
Source: CEA

(c) banjonqseal324
Une collaboration menée par l'Institut de chimie séparative de Marcoule (ICSM) met en évidence l'effet stabilisant et paradoxal d'ions de tailles nanométriques sur des mousses non-ioniques. Une découverte au fort potentiel applicatif pour la formulation (La formulation est une activité industrielle consistant à fabriquer des produits...) de mousses stables et l'extraction sélective d'éléments par flottation.

Les nano-ions sont des sels dont un des ions (ici l'anion) est un édifice multi-atomique de taille nanométrique. Ils ont la particularité de s'adsorber spontanément sur des macromolécules ou des assemblages électriquement neutres, en milieu aqueux. Cette propriété remarquable, appelée superchaotropie, s'explique par la très faible densité de charge (La densité de charge électrique correspond au rapport de la charge sur le volume. Elle peut être...) électrostatique (L'électrostatique traite des charges électriques immobiles et des forces qu'elles exercent entre...) des anions qui favorise leur accumulation à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) des macromolécules hydrophiles, au détriment des molécules d'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les...) d'hydratation (L'hydratation désigne plusieurs phénomènes liés à l'eau.).

Dans de précédents travaux, une équipe de l'ICSM avait mis en évidence le potentiel remarquable des nano-ions pour augmenter la solubilité de détergents non-ioniques, en leur conférant un caractère ionique, et stabiliser des assemblages colloïdaux en phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et...) aqueuse.

Après les micelles de détergent (Un détergent (ou agent de surface, détersif, surfactant) est un composé chimique,...) et les particules colloïdales, elle étudie aujourd'hui des structures de plus grande taille: des mousses fluides, électriquement neutres. Plus précisément, elle mesure l'effet de nano-ions sur leur stabilité, pour une fraction molaire très inférieure au dixième de celle de l'agent moussant.

Grâce à une collaboration avec l'Institut Laue-Langevin (L'Institut Laue-Langevin (ILL), nommé ainsi en l'honneur des physiciens Max von Laue (physicien...), elle a optimisé une expérience de diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de...) neutronique aux petits angles, afin de suivre le vieillissement (La notion de vieillissement décrit une ou plusieurs modifications fonctionnelles diminuant...) d'une mousse fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette...) sur des échelles allant du nanomètre à la centaine de nm.

Un effet stabilisateur substantiel a pu être mis en évidence, avec un triplement du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...) de vie (La vie est le nom donné :) de la mousse en présence de nano-ions. Les films entre bulles s'amincissent au cours du temps et les nano-ions, de plus grande taille que les molécules d'eau d'hydratation, ralentissent ce processus et retardent leur rupture.

Ces travaux se poursuivent en collaboration avec l'entreprise Teclis Instrument via une thèse (Une thèse (du nom grec thesis, se traduisant par « action de poser ») est...). Ils visent à mieux comprendre les différents mécanismes de résistance ou de déstabilisation à l'oeuvre dans une mousse au fil du temps, à l'échelle de la bulle, de son "squelette (Le squelette est une charpente animale rigide servant de support pour les muscles. Il est à la...) d'eau" ou des films interbulles.

Références:
Superchaotropic Nano-ions as Foam Stabilizers, Journal of Colloid and Interface (Une interface est une zone, réelle ou virtuelle qui sépare deux éléments. L’interface...) Science (La science (latin scientia, « connaissance ») est, d'après le dictionnaire...)
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