Aux États-Unis, un étudiant a effectué une découverte importante en procédant à une expérience simple de manipulation de deux liquides présentant différents niveaux de densité. Le jeune homme est à l’origine du tout premier liquide auto-formant de l’Histoire, une découverte qui pourrait peut-être s’avérer utile à l’avenir.
Une grande première !
Lorsque l’on tente de mélanger deux liquides n’ayant pas la même densité, ceux-ci se séparent dès lors que l’on stoppe leur brassage. Ainsi, le plus lourd des deux se dépose au fond du récipient et le plus léger se place au-dessus. Ce genre d’expérience est très simple à mener, par exemple avec de l’eau et de l’huile. De plus, ajouter davantage de types de liquides aux densités variables permet d’obtenir encore plus de couches bien distinctes.
Pour rappel, l’eau à 4°C incarne la valeur de référence avec une masse volumique fixée à 1000 kg/m3. Outre l’huile (920 kg/m3) certains liquides sont plus léger que l’eau, par exemple l’essence (750 kg/m3) et l’acétone (790 kg/m3). D’autres sont en revanche plus lourds, notamment le lait (1030 kg/m3) et la glycérine (1260 kg/m3).
Dernièrement, un étudiant du Département de science et d’ingénierie des polymères de l’Université du Massachusetts à Amherst (États-Unis) a découvert un liquide auto-formant, une grande première ! Ces recherches ont fait l’objet d’une publication dans la revue Nature Physics le 4 avril 2025.
Un liquide en forme d’urne grecque
Dans son tube à essai, Anthony Raykh a placé de l’eau et de l’huile mais également, un troisième élément : de petites particules de nickel. Or, grâce à leur charge magnétique, ces particules ont joué un rôle de barrière entre l’eau et l’huile. Surtout, le nickel a donné une forme de vase (ou d’urne) au liquide, une courbure extrême du fait de l’apparition d’une chaîne de dipôles. Or, ce résultat obtenu par hasard n’avait jamais été observé auparavant.
« L’interface stabilisée par les particules dans un récipient cylindrique adopte rapidement et de manière reproductible la forme d’une urne grecque après une agitation vigoureuse. La suppression de l’émulsification, la formation rapide d’une interface d’équilibre stable et non plane et l’augmentation de la tension interfaciale proviennent toutes d’interactions magnétiques dipolaires attractives dans le plan entre les particules.« , peut-on lire dans l’étude.
Enfin, il est possible de s’interroger à propos de l’intérêt de cette découverte. Outre le fait d’apporter de nouvelles connaissances en science des matériaux, celle-ci pourrait s’avérer utile dans plusieurs domaines impliquant souvent le mélange de matériaux aux densités différentes. Citons par exemple le secteur du bâtiment avec la fabrication du bitume ou encore, l’industrie pharmaceutique.
Voici la vidéo de présentation des travaux d’Anthony Raykh :
