« Les costs opposées s#39attirent « comme les prices se repoussent » est un principe fondamental de la physique de foundation. Mais une nouvelle étude de l#39Université d#39Oxford, publiée aujourd#39hui dans Mother nature Nanotechnology, a démontré que des particules de même demand en solution peuvent en fait s#39attirer sur de longues distances. Tout aussi surprenant, l’équipe a découvert que l’effet est différent pour les particules chargées positivement et négativement, selon le solvant.
En moreover de bouleverser des croyances de longue date, ces résultats ont des implications immédiates sur une série de processus impliquant des interactions interparticulaires et intermoléculaires à différentes échelles de longueur, notamment l#39automobile-assemblage, la cristallisation et la séparation de phases.
L#39équipe de chercheurs, basée au département de chimie d#39Oxford, a découvert que les particules chargées négativement s#39attirent les unes les autres lors de grandes séparations, tandis que les particules chargées positivement se repoussent, tandis que l#39inverse était le cas pour les solvants tels que les alcools.
Ces découvertes sont surprenantes vehicle elles semblent contredire le principe électromagnétique central selon lequel la pressure entre des fees de même signe est répulsive à toutes les séparations.
Désormais, en utilisant la microscopie à fond clair, l’équipe a suivi des microparticules de silice chargées négativement en suspension dans l’eau et a découvert que les particules s’attiraient les unes les autres pour former des amas disposés de manière hexagonale. Toutefois, les particules de silice aminée chargées positivement ne forment pas d’amas dans l’eau.
En utilisant une théorie des interactions interparticulaires qui prend en compte la structure du solvant à l’interface, l’équipe a établi que pour les particules chargées négativement dans l’eau, il existe une power d’attraction qui dépasse la répulsion électrostatique aux grandes séparations, conduisant à la formation d’amas. Pour les particules chargées positivement dans l’eau, cette interaction induite par le solvant est toujours répulsive et aucun amas ne se forme.
Cet effet s#39est avéré dépendant du pH : l#39équipe a pu contrôler la development (ou non) d#39amas de particules chargées négativement en faisant varier le pH. Quel que soit le pH, les particules chargées positivement ne formaient pas d’amas.
Naturellement, l’équipe s’est demandé si l’effet sur les particules chargées pouvait être modifié, de telle sorte que les particules chargées positivement forment des amas et pas les particules chargées négativement. En remplaçant le solvant par des alcools, tels que l#39éthanol, qui ont un comportement d#39interface différent avec l#39eau, c#39est exactement ce qu#39ils ont observé : des particules de silice aminée chargées positivement formaient des amas hexagonaux, alors que ce n#39était pas le cas de la silice chargée négativement.
Selon les chercheurs, cette étude implique un recalibrage fondamental de la compréhension qui influencera notre façon de penser à des processus aussi différents que la stabilité des produits pharmaceutiques et de chimie fine ou le dysfonctionnement pathologique associé à l’agrégation moléculaire dans les maladies humaines. Les nouvelles découvertes fournissent également des preuves de la capacité de sonder les propriétés du potentiel électrique interfacial dû au solvant, telles que son signe et sa magnitude, qui étaient auparavant considérées comme incommensurables.
Le professeur Madhavi Krishnan (Département de chimie, Université d#39Oxford), qui a dirigé l#39étude, déclare : « Je suis vraiment très fier de mes deux étudiants diplômés, ainsi que des étudiants de leading cycle, qui ont tous travaillé ensemble pour faire avancer cette découverte fondamentale..#39
Sida Wang (Département de chimie, Université d#39Oxford), l#39un des premiers auteurs de l#39étude, déclare : « Je trouve toujours fascinant de voir ces particules s#39attirer, même après l#39avoir vu mille fois. »
