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Voici la goutte d’eau la plus pure jamais obtenue en laboratoire

Cette eau extrêmement pur a permis à cette équipe de scientifique de résoudre un vieux mystère scientifique.

Une équipe de chercheurs autrichiens a mis au point un dispositif permettant d’obtenir une eau tellement pure qu’aucun appareil, aussi précis soit-il, ne puisse y repérer autre chose que des atomes d’hydrogène (H) et d’oxygène (O). Et ce liquide présente des propriétés différentes de l’eau que nous avons l’habitude de manipuler dans la vie de tous les jours, ce qui a permis aux scientifiques de réaliser plusieurs expériences concluantes.

Une eau comme aucune autre

L’eau que l’on trouve partout sur Terre et dans l’univers n’est pas la simple somme de molécules H2O. En effet, dès que celle-ci entre au contact d’une autre surface ou même simplement de l’air ambiant, elle absorbe d’autres petites molécules qui la rendent “impure”. Les plus communes sont souvent les sels minéraux ou les dépôts organiques.

Même en filtrant l’eau, en la distillant ou l’exposant à des UV, connus pour détruire les molécules organiques présentes à l’intérieur, on ne vient jamais totalement à bout de toutes les impuretés. C’est pourtant le défi que se sont fixés des chercheurs autrichiens issus de l’université de Vienne, qui ont publié le fruit de leur travail dans un article paru dans la revue Science. Et cela semble avoir été un succès, puisque l’eau obtenue présente un degré de pureté inédit.

Pour mener leur expérience, les scientifiques se sont munis d’une eau déjà épurée, qui ne contenait déjà que 3 molécules organiques pour 1 milliards de molécules H2O, un score déjà particulièrement impressionnant. Mais d’après Ulrike Diebold, l’une des participantes de cette étude, il a fallu éviter à tout pris tout contact avec l’air pour garder ce taux intact.

Les chercheurs ont donc directement transvasé cette eau dans une fiole parfaitement étanche. Celle-ci a d’abord été portée à ébullition puis utilisée pour laver la paroi intérieure de la fiole, au cas où elle posséderait encore quelques impuretés. La fiole, connectée à une valve de sécurité étanche, a ensuite été remplie pour de bon avec la même eau.

Une épuration laborieuse

Mais le processus d’épuration de s’arrête pas là. Les chercheurs ont ensuite utilisé la technique du gel-pompe-dégel pompe pour extraire toutes les impuretés restantes. Pour cela, la fiole est plongée dans de l’azote liquide à -195,76°C. Une fois parfaitement solidifiée, la valve est ouverte et le reste de la fiole est pompé. Le vide ainsi créé permet à toutes les molécules qui ne sont pas congelés de s’évaporer et de sortir de la fiole. C’est notamment le cas des molécules organiques restantes.

Puis l’eau est à nouveau réchauffée et redevient liquide. L’opération peut ainsi être renouvelée 5 fois, pour s’assurer que toutes les impuretés sont enlevées. Grâce à ce procédé itératif, les scientifiques issus de l’université de Vienne ont obtenu une eau à la pureté unique au monde. Mais quelle est l’intérêt de réaliser cette opération laborieuse ?

Cette eau a permis de résoudre un mystère scientifique

Grâce à cette eau, les scientifiques ont pu comprendre pourquoi le dioxyde de titane forme une couche de poussière lorsqu’il est mis en contact avec de l’eau “normale”. En effet, avant cette expérience, on ne savait pas si ces impuretés provenaient de l’air ambiant ou bien d’une réaction chimique intrinsèque. Munis de cette eau ultra-pure, les scientifiques autrichiens ont donc retenté l’expérience pour en avoir le coeur net.

Mais cela n’est pas si simple qu’il n’y paraît. Ces derniers ont en effet dû aseptiser tous les composants utilisés pendant l’expérience et manipuler les matériaux dans un environnement sous-vide, pour éviter le contact avec l’air ambiant. Puis, l’eau ultra-pure a été introduite dans le système sous forme de vapeur afin qu’elle vienne s’enrouler autour d’une tige refroidie, par polarité. La goutte d’eau ainsi créée a ensuite été mise contact du titane.

Les scientifiques se sont alors rendus compte de l’absence totale de toute particule de poussière sur le métal. Cela leur a permis de conclure que les impuretés observées d’habitude proviennent bien de l’air ambiant. Il s’agit d’ailleurs d’acide acétique et d’acide formique, que l’on retrouve pourtant en infime quantité dans l’atmosphère. Mais leur affinité très puissante avec les molécules de dioxyde de titane suffit à les attirer.

Publié le samedi 25 août 2018 à 14:26, modifications samedi 25 août 2018 à 12:29

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