Un nouveau matériau avec une surface et des capacités d'adsorption d'eau record du monde a été synthétisé par des chercheurs de l'Université d'Uppsala, Suède. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans PLOS UN .

Le matériau de carbonate de magnésium qui a reçu le nom d'Upsalite devrait réduire la quantité d'énergie nécessaire pour contrôler l'humidité de l'environnement dans l'industrie de l'électronique et de la formulation de médicaments ainsi que dans les patinoires de hockey et les entrepôts. Il peut également être utilisé pour la collecte des déchets toxiques, produits chimiques ou déversement de pétrole et dans les systèmes d'administration de médicaments, pour le contrôle des odeurs et l'assainissement après un incendie.

Contrairement à ce qui est affirmé depuis plus de 100 ans dans la littérature scientifique, nous avons découvert que le carbonate de magnésium amorphe peut être fabriqué de manière très simple, procédé à basse température, dit Johan Goméz de la Torre, chercheur à la Division Nanotechnologies et Matériaux Fonctionnels.

Alors que les formes ordonnées de carbonate de magnésium, avec et sans eau dans la structure, sont abondants dans la nature, les formes désordonnées sans eau se sont avérées extrêmement difficiles à réaliser. En 1908, Des chercheurs allemands ont affirmé que le matériau ne pouvait en effet pas être fabriqué de la même manière que d'autres carbonates désordonnés, en faisant barboter du CO2 dans une suspension alcoolique. Des études ultérieures en 1926 et 1961 sont arrivées à la même conclusion.

Un jeudi après-midi en 2011, nous avons légèrement modifié les paramètres de synthèse des tentatives infructueuses employées précédemment, et par erreur, il a laissé le matériau dans la chambre de réaction pendant le week-end. De retour au travail lundi matin, nous avons découvert qu'un gel rigide s'était formé et après avoir séché ce gel, nous avons commencé à nous exciter, dit Johan Goméz de la Torre.

Une année d'analyse détaillée des matériaux et de mise au point de l'expérience a suivi. L'un des chercheurs a pu tirer parti de ses compétences en russe, car certains des détails de chimie nécessaires à la compréhension du mécanisme de réaction n'étaient disponibles que dans une ancienne thèse de doctorat russe.

Après avoir passé en revue un certain nombre de techniques de caractérisation des matériaux de pointe, il est devenu clair que nous avions en effet synthétisé le matériau qui était auparavant prétendu impossible à fabriquer, dit Maria Strømme, professeur de nanotechnologie et chef de la division nanotechnologie et matériaux fonctionnels.

La découverte la plus frappante a été, cependant, non pas qu'ils aient produit un nouveau matériau, mais ce sont plutôt les propriétés frappantes qu'ils ont trouvées que ce nouveau matériau possédait. Il s'est avéré que l'Upsalite avait la surface spécifique la plus élevée mesurée pour un carbonate de métal alcalino-terreux; 800 mètres carrés par gramme.

Cela place le nouveau matériau dans la classe exclusive des poreux, matériaux à haute surface spécifique, y compris la silice mésoporeuse, zéolithes, charpentes organiques métalliques, et nanotubes de carbone, dit Strømme.

De plus, nous avons constaté que le matériau était rempli de pores vides ayant tous un diamètre inférieur à 10 nanomètres. Cette structure de pores donne au matériau une manière totalement unique d'interagir avec l'environnement conduisant à un certain nombre de propriétés importantes pour l'application du matériau. L'upsalite s'avère par exemple absorber plus d'eau à de faibles humidités relatives que les meilleurs matériaux actuellement disponibles; les zéolithes hydroscopiques, une propriété qui peut être régénérée avec moins de consommation d'énergie que celle utilisée dans des procédés similaires aujourd'hui.

Cette, avec d'autres propriétés uniques du matériau impossible découvert devrait ouvrir la voie à de nouveaux produits durables dans un certain nombre d'applications industrielles, dit Maria Strømme.