Quand vous pensez au mot « éphémère », beaucoup de gens évoqueront immédiatement l’image d’une bulle de savon : délicate, magnifique et partie en un clin d’œil (ou peut-être quelques-unes).
Aujourd’hui, une équipe de physiciens dirigée par Aymeric Roux de l’Université de Lille en France a défié ce cliché, créant une bulle qui a conservé sa forme pendant un record de 465 jours.
Bien qu’elle ne soit peut-être pas aussi jolie que l’irisation chatoyante et changeante des bulles de savon, la création de l’équipe, réalisée à l’aide de glycérine (également appelée glycérol) pourrait aider les scientifiques à développer de nouveaux matériaux, tels que des mousses et des films.
« Nous montrons que recouvrir une coquille d’eau à bulles de microparticules inhibe le drainage induit par la gravité et que l’ajout supplémentaire de glycérol conduit à un état stable, dans lequel l’évaporation de l’eau est contrebalancée par l’hygroscopicité du glycérol, qui absorbe les molécules d’eau contenues dans l’air ambiant », ils écrivent dans leur journal.
« Il en résulte des bulles qui peuvent conserver leur intégrité dans une atmosphère standard pendant plus d’un an, sans évolution significative de leur rayon. »
Généralement, il y a trois choses qui contribuent à la courte durée de vie d’une bulle dans un environnement atmosphérique. La gravité peut drainer le matériau de la membrane à bulles ; l’évaporation peut diminuer la quantité de liquide présent ; et la présence même de minuscules noyaux dans l’air peut déstabiliser l’ensemble.
Pour voir s’ils pouvaient prolonger la durée de vie de la bulle, l’équipe s’est tournée vers une invention récente appelée « billes de gaz« . Ce sont des bulles de gaz dont les coquilles sont constituées de particules liquides et partiellement mouillantes, entourées de gaz ambiant.
Les particules, généralement une sorte de polymère ou de plastique, permettent aux billes de conserver leur intégrité structurelle même lorsqu’elles sont touchées.
Roux et ses collègues voulaient voir s’ils pouvaient faire en sorte qu’une bille de gaz reste intacte pendant une longue période de temps, alors ils ont expérimenté différents types de bulles. Des bulles de savon ont été incluses comme point de comparaison, et l’équipe a également construit des billes de gaz de particules de nylon et de l’eau, et des particules de nylon et un mélange d’eau et de glycérol.
Les bulles de savon, naturellement, n’ont pas duré longtemps – pas plus d’une minute. Les billes de gaz à base d’eau ont mieux résisté, survivant pendant des durées comprises entre 6 et 60 minutes.
Les billes de glycérol et d’eau, d’autre part, ont survécu une période spectaculairement longue, plus de 101 jours, la plus longue durée étant de 465 jours.
Ceci, note l’équipe, est le résultat de l’ajout de glycérol. Cette substance est un matériau hygroscopique, c’est-à-dire qu’elle absorbe facilement et facilement l’humidité de son environnement ou de l’atmosphère.
Les particules de nylon empêchent la membrane à bulles de s’écouler par gravité ; Le glycérol, absorbant l’humidité de l’atmosphère, reconstitue celle qui s’évapore. Au fur et à mesure que ces deux phénomènes sont neutralisés, la bulle devient également imperméable à l’éclatement de ces noyaux de gaz embêtants qui se promènent dans l’air.
C’est ce qui a permis à la bulle de maintenir sa structure pendant de si longues périodes.
« Nous avons montré que des bulles d’air conservant leur intégrité pendant plus d’un an pouvaient être produites de manière simple en remplaçant les tensioactifs par des particules partiellement mouillantes et l’eau par un mélange eau/glycérol. les chercheurs écrivent.
L’équipe a également construit un modèle détaillé des propriétés du matériau et a utilisé ce modèle pour créer d’autres structures, comme une pyramide tendue sur un cadre métallique, en la plongeant dans le matériau et en la soulevant lentement. Au moins une des pyramides créées par l’équipe a survécu pendant 378 jours au moment de la rédaction de l’article.
Ces réalisations remarquables suggèrent qu’une toute nouvelle classe d’objets pourrait être créée à partir de ce mélange de matériaux, notent les chercheurs – avec des propriétés physiques et chimiques que nous devons encore découvrir.
La recherche a été publiée dans Liquides d’examen physique.
