Les scientifiques découvrent que les microgouttelettes d'eau peuvent se transformer en peroxyde d'hydrogène en se condensant sur des surfaces froides
La photo montre un condensat de microgouttelettes d'eau formé à la surface d'un récipient en verre contenant de l'eau froide (à gauche) et une image de microgouttelettes d'eau formées sur une surface de silicium poli (à droite). Crédit :Jae Kyoo Lee et Hyun Soo Han
Sous sa forme liquide en vrac, que ce soit dans une baignoire ou un océan, l'eau est une substance relativement bénigne avec peu d'activité chimique. Mais à l'échelle de minuscules gouttelettes, l'eau peut devenir étonnamment réactive, Des chercheurs de Stanford ont découvert.
Dans des microgouttelettes d'eau, juste des millionièmes de mètre de large, une partie du H 2 Les molécules O présentes peuvent se convertir en un proche cousin chimique, peroxyde d'hydrogène, H 2 O 2 , un produit chimique agressif couramment utilisé comme désinfectant et agent de blanchiment des cheveux.
Les scientifiques de Stanford ont signalé pour la première fois ce comportement inattendu dans des microgouttelettes d'eau pulvérisées de force l'année dernière. Maintenant dans une nouvelle étude, l'équipe de recherche a montré que la même transformation Jekyll-et-Hyde se produit lorsque des microgouttelettes se condensent simplement de l'air sur des surfaces froides. Les nouveaux résultats suggèrent que la transformation du peroxyde d'hydrogène de l'eau est un phénomène général, se produisant dans les brouillards, brumes, gouttes de pluie et partout ailleurs, des microgouttelettes se forment naturellement.
Cette découverte surprenante pourrait conduire à des méthodes plus écologiques pour désinfecter les surfaces ou favoriser des réactions chimiques. "Nous avons montré que le processus de formation de peroxyde d'hydrogène dans les gouttelettes d'eau est un phénomène répandu et surprenant qui se produit juste sous notre nez, " a déclaré l'auteur principal de l'étude Richard Zare, le professeur Marguerite Blake Wilbur en sciences naturelles et professeur de chimie à la Stanford School of Humanities and Sciences.
Les chercheurs pensent également que cette capacité chimique nouvellement reconnue de l'eau aurait pu jouer un rôle clé dans le démarrage de la chimie de la vie sur Terre il y a des milliards d'années, ainsi que produit le premier oxygène atmosphérique de notre planète avant l'émergence de la vie. "Cette production spontanée de peroxyde d'hydrogène est peut-être une partie manquante de l'histoire de la formation précoce des éléments constitutifs de la vie, " dit Zare.
Les co-auteurs principaux de la nouvelle étude, Publié dans Actes de l'Académie nationale des sciences , sont les scientifiques du personnel de Stanford Jae Kyoo Lee et Hyun Soo Han.
Avec Zare et d'autres collègues de Stanford, Lee et Han ont fait la première découverte de la production de peroxyde d'hydrogène dans les microgouttelettes d'eau l'année dernière. Certains chercheurs extérieurs qui ont examiné les résultats de l'étude étaient sceptiques, Zare a dit, qu'un phénomène aussi potentiellement courant aurait pu rester inexploré pendant si longtemps. Un débat s'est également ensuivi sur la manière dont le peroxyde d'hydrogène se formerait réellement.
"L'argument était que les gens étudient les aérosols d'eau depuis des années, et bien sûr l'eau est omniprésente et a été intensivement étudiée depuis l'aube de la science moderne, donc si cette formation de peroxyde d'hydrogène dans les microgouttelettes était réelle, quelqu'un l'aurait sûrement déjà vu, " dit Zare. " Cela nous a conduit à vouloir approfondir le phénomène, pour voir dans quelles autres circonstances cela pourrait se produire, ainsi que d'en apprendre davantage sur la chimie fondamentale en cours."
