De la création d'une seule gouttelette au débit d'une rivière et au cycle hydrologique mondial, comment l'eau se lie, et à différentes surfaces, a des conséquences de grande portée. Examiner l'eau à travers une nouvelle lentille, un groupe de scientifiques a redéfini le fonctionnement de cet effet de liaison au niveau de la plus petite molécule.

À ce jour, les scientifiques pensent que de minces films d'eau se développent couche par couche pour former des gouttelettes liquides reconnaissables. Cependant, en visualisant des gouttelettes d'eau de taille nanométrique en action, une nouvelle étude publiée dans Avancées scientifiques a bouleversé ce modèle traditionnel.

En cartographiant des nanogouttelettes sur des particules minérales individuelles, un groupe de chercheurs de l'Université d'Umeå, L'Université de Yale et le Pacific Northwest National Laboratory ont découvert que la "croissance" de l'eau commence d'abord près des bords défectueux des minéraux. Puis, des films d'eau plus épais se forment, avant que la tension superficielle ne prenne le relais pour engloutir la surface minérale et former des gouttelettes d'eau familières.

Pour faire leurs découvertes, l'équipe a utilisé un nouveau cocktail de microscopie à force atomique (AFM) et de lasers infrarouges au Environmental Molecular Sciences Laboratory du Pacific Northwest National Laboratory.

"C'est la première fois que nous avons pu voir des gouttelettes d'eau directement à l'échelle nanométrique, et à notre grande surprise, nous avons trouvé un effet de liaison sélective aux bords des défauts des nanoparticules minérales, " dit Sibel Ebru Yalcin, chercheur travaillant au Malvankar Lab à Yale, et le premier auteur de l'étude.

"En regardant cette question importante d'une nouvelle manière, et à l'échelle nanométrique, a vraiment résolu un mystère de longue date sur la façon dont l'eau se lie aux minéraux", dit le professeur Jean-François Boily, expert de premier plan en chimie des surfaces minérales à l'Université d'Umeå.

Son laboratoire a conçu ce projet et a eu accès aux installations d'imagerie du Laboratoire des sciences moléculaires de l'environnement. Le groupe Umeå utilise maintenant ces nouvelles découvertes pour explorer comment cette liaison sélective de l'eau affecte les processus naturels qui se déroulent dans les sols et dans l'atmosphère.