Saviez-vous que l'eau peut encore rester liquide en dessous de zéro degré Celsius ? Elle est appelée eau surfondue et est présente dans les réfrigérateurs. À des températures encore plus faibles, l'eau surfondue pourrait exister sous la forme d'un cocktail de deux liquides distincts. Malheureusement, la présence de glace nous empêche souvent d'observer ce phénomène. Les physiciens ont donc eu l'idée de reproduire la forme tétraédrique des molécules d'eau - en utilisant l'ADN comme échafaudage pour créer des molécules tétraédriques - et ainsi de supprimer l'interférence de la formation de glace.
Cette approche a permis à Simone Ciarella de l'Université de Rome, Italie, et ses collègues pour confirmer que, en théorie, une double phase liquide est possible dans l'eau sous zéro et tout autre liquide constitué de molécules tétraédriques. Ces résultats ont été publiés dans EPJ E . C'est une grande histoire sur la façon dont la forme microscopique sous-jacente détermine la forme macroscopique globale.
La technique de l'origami ADN est une sorte de version nanotechnologique du jeu avec des Legos, assembler des blocs de construction pour créer des formes à volonté. Cependant, il est assez difficile de le faire expérimentalement. Les auteurs ont plutôt choisi d'utiliser la simulation pour tester comment les molécules tétraédriques - où les bras du tétraèdre sont composés de six cylindres durs - s'empilent et évoluent au fil du temps.
Les auteurs ont confirmé des idées précédemment publiées suggérant que c'est la structure des monomères et de leur réseau qui permet théoriquement d'avoir une double phase liquide :une à haute densité et une à basse densité. En effet, le réseau résultant est suffisamment vide pour permettre une interpénétration partielle des molécules. Et il est suffisamment souple pour éviter la cristallisation en glace, au moins sur l'échelle de temps numérique utilisée dans l'étude.
Puis, Ciarella et ses collègues ont étudié les molécules tétraédriques elles-mêmes avec une technique récemment introduite, appelé Échantillonnage Umbrella Successif, pour calculer des informations relatives à la thermodynamique.
