Une équipe de mathématiciens de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et de l'Université Brown a découvert un nouveau phénomène qui génère une force fluidique capable de déplacer et de lier des particules immergées dans des fluides en couches de densité. La percée offre une alternative aux hypothèses précédemment retenues sur la façon dont les particules s'accumulent dans les lacs et les océans et pourrait conduire à des applications dans la localisation de points chauds biologiques, nettoyer l'environnement et même dans le tri et l'emballage.
Comment la matière se dépose et s'agrège par gravitation dans les systèmes fluides, comme les lacs et les océans, est un vaste et important domaine d'étude scientifique, celui qui a un impact considérable sur l'humanité et la planète. Considérez "la neige marine, " la pluie de matière organique tombant constamment des eaux supérieures vers l'océan profond. Non seulement la neige marine riche en nutriments est essentielle à la chaîne alimentaire mondiale, mais ses accumulations dans les profondeurs saumâtres représentent le plus grand puits de carbone de la Terre et l'un des composants les moins compris du cycle du carbone de la planète. Il y a aussi l'inquiétude croissante concernant les microplastiques tourbillonnant dans les gyres océaniques.
L'accumulation de particules dans l'océan a longtemps été comprise comme le résultat de collisions et d'adhérences fortuites. Mais un phénomène totalement différent et inattendu est à l'œuvre dans la colonne d'eau, selon un article publié le 20 décembre dans Communication Nature par une équipe dirigée par les professeurs Richard McLaughlin et Roberto Camassa du Carolina Center for Interdisciplinaire Applied Mathematics du College of Arts &Sciences, avec leur étudiant diplômé UNC-Chapel Hill Robert Hunt et Dan Harris de la School of Engineering de l'Université Brown.
Dans le journal, les chercheurs démontrent que les particules en suspension dans des fluides de densités différentes, comme l'eau de mer de différentes couches de salinité, présentent deux comportements inconnus auparavant. D'abord, les particules s'auto-assemblent sans attraction électrostatique ou magnétique ou, dans le cas des micro-organismes, sans dispositifs de propulsion tels que les flagelles battants ou les cils. Seconde, ils s'agglutinent sans avoir besoin d'adhésif ou d'autres forces de liaison. Plus le cluster est grand, plus la force d'attraction est forte.
