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Les nano-ions se font mousser


​Une collaboration menée par l'Institut de chimie séparative de Marcoule (ICSM) met en évidence l'effet stabilisant et paradoxal d'ions de tailles nanométriques sur des mousses non-ioniques. Une découverte au fort potentiel applicatif pour la formulation de mousses stables et l'extraction sélective d'éléments par flottation.
Publié le 11 octobre 2021

Les nano-ions sont des sels dont un des ions (ici l'anion) est un édifice multi-atomique de taille nanométrique. Ils ont la particularité de s'adsorber spontanément sur des macromolécules ou des assemblages électriquement neutres, en milieu aqueux. Cette propriété remarquable, appelée superchaotropie, s'explique par la très faible densité de charge électrostatique des anions qui favorise leur accumulation à la surface des macromolécules hydrophiles, au détriment des molécules d'eau d'hydratation.

Dans de précédents travaux, une équipe de l'ICSM avait mis en évidence le potentiel remarquable des nano-ions pour augmenter la solubilité de détergents non-ioniques, en leur conférant un caractère ionique, et stabiliser des assemblages colloïdaux en phase aqueuse.

Après les micelles de détergent et les particules colloïdales, elle étudie aujourd'hui des structures de plus grande taille : des mousses fluides, électriquement neutres. Plus précisément, elle mesure l'effet de nano-ions sur leur stabilité, pour une fraction molaire très inférieure au dixième de celle de l'agent moussant.

Grâce à une collaboration avec l'Institut Laue-Langevin, elle a optimisé une expérience de diffusion neutronique aux petits angles, afin de suivre le vieillissement d'une mousse fluide sur des échelles allant du nanomètre à la centaine de nm.

Un effet stabilisateur substantiel a pu être mis en évidence, avec un triplement du temps de vie de la mousse en présence de nano-ions. Les films entre bulles s'amincissent au cours du temps et les nano-ions, de plus grande taille que les molécules d'eau d'hydratation, ralentissent ce processus et retardent leur rupture.

Ces travaux se poursuivent en collaboration avec l'entreprise Teclis Instrument via une thèse. Ils visent à mieux comprendre les différents mécanismes de résistance ou de déstabilisation à l'œuvre dans une mousse au fil du temps, à l'échelle de la bulle, de son « squelette d'eau » ou des films interbulles.

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