En matière de microfibres, les chercheurs n’auront plus besoin de « briser la glace ». Grâce à une nouvelle découverte dans le domaine des nanomatériaux, ils vont désormais pouvoir les plier.
« Notre groupe travaille depuis 20 ans sur les microfibres de silice », précise-t-il. Xin Guo, chercheur en optique à l'Université du Zhejiang en Chine et l'un des auteurs de l'étude publiée dans Science. Aujourd'hui, son équipe est devenue la première à cultiver des microfibres de glace flexibles qui il peut se replier sur lui-même, sans se casser.
La création d'une glace souple et "élastique"
La glace est connue pour être une substance fragile, principalement en raison d'imperfections dans la structure de ses cristaux. La science ne comprend toujours pas complètement ce qui se passe au niveau moléculaire lorsque la glace se transforme en eau et vice versa. Les propriétés optiques des nouvelles microfibres de glace ultra-élastiques pourraient permettre de mieux comprendre les phénomènes qui les affectent matériels.
l'expérience
Les chercheurs ont créé les microfibres en refroidissant une aiguille en tungstène (un seul atome d'épaisseur, l'objet le plus pointu jamais fabriqué) dans une chambre spéciale à environ -60 degrés Fahrenheit. Ils ont ensuite utilisé un champ électrique pour attirer la vapeur d’eau vers la pointe de l’aiguille. Lorsque la vapeur gelait, elle formait une microfibre de environ 5 micromètres de diamètre et environ 1 millimètre de longueur. L'équipe à ce stade a encore abaissé la température entre -94 degrés et -238 degrés Fahrenheit. Lorsqu'ils ont essayé de le plier, ils ont constaté que leur expérience avait fonctionné.
La fibre résultante pourrait se plier jusqu'à une déformation maximale de 10,9 %, bien plus que la glace normale, tout en reprenant sa forme d'origine.
C'est comme par magie. Nous n'avons normalement pas de cristaux de glace parfaits. Nous avons maintenant une sorte de microfibre au caractère très uniforme.
Pince Limin, Université du Zhejiang
Que peut faire la glace flexible ?
Les chercheurs ont envoyé de la lumière à travers cette microfibre de glace, qui est très claire, et ont constaté qu'elle fonctionnait aussi bien que la fibre optique. Qui plus est : cette fibre pourrait également être utilisée dans la détection de virus ou d'autres microbes ; en plaçant de minuscules organismes sur des microfibres et en guidant la lumière à travers elles, nous pouvons en apprendre davantage sur la concentration, la densité ou les types de microbes qui peuvent être présents.
À l’avenir, l’équipe travaillera également à la construction de capteurs compatibles avec la glace flexible. Bien entendu, cette fibre fond à environ 14 degrés Fahrenheit, ce qui signifie qu’elle peut ne pas être utile dans de nombreuses situations. "Il s'agit d'une température largement utilisée dans les laboratoires", explique Tong, "et également dans certains types de glaces". Mais les chercheurs des régions polaires ou de l’espace pourraient les utiliser en raison des températures intrinsèquement basses.
Peut-être plus important encore, la lumière qui traverse ces fibres gelées pourrait aider les chercheurs à étudier ce qui se passe lorsque la glace change de phase. Étant donné qu'un changement de phase peut être obtenu en pliant simplement la microfibre, cela pourrait en dire plus sur la façon dont les cristaux de glace se forment, pourquoi ils se forment de cette façon et quelles molécules sont impliquées.
Pour l'instant, la prochaine étape consiste à déterminer si vous pouvez fabriquer des microfibres de glace plus longues. Je vous tiendrai au courant.
