Des scientifiques inventent une nouvelle approche pour étudier l’interface gaz-liquide
Aux dernières nouvelles, des chercheurs de l’Institut Leibniz d’ingénierie des surfaces ont réalisé des expériences dans le but de mieux comprendre les réactions entre l’eau et les gaz. Au terme des expérimentations, une nouvelle approche a été développée et sans surprises, et elle s’est avérée particulièrement performante.
L’étude a été réalisée sur les particules de néon et de dodécane. En effet, le procédé nouvellement mis au point se base sur une technologie de projection de faisceau moléculaire en direction d’une surface liquide. La diffusion du jet est ensuite analysée par des capteurs pour comprendre le comportement des molécules de gaz qui y sont piégés.
Les scientifiques de l’Université de Californie à Berkeley ont grandement participé aux recherches. En outre, grâce aux nouveaux procédés développés, des améliorations pourraient être appliquées dans le monde industriel.
La nouvelle approche révèle de nouveaux concepts
Les chercheurs ont d’abord procédé par une mesure de l’évaporation moléculaire d’un jet de dodécane mélangé à du néon. Ils ont découvert que la diffusion se fait par une distribution angulaire. La vélocité des particules de néon sortantes quant à elle suit le principe de Maxwell-Boltzmann à la température du liquide, ce qui suggère une dilatation stable du néon.
Les recherches se sont donc focalisées sur ce gaz afin de mesurer ses mouvements de distribution à la surface du dodécane liquide. Par ailleurs, dans les études de diffusion, l’équipe a noté la manifestation de la diffusion impulsive (IS) et la désorption thermique (TD). Dans la TD, les molécules se heurtent à la surface et s’équilibrent complètement avec le fluide et se désorbent ensuite.
Pour l’IS par contre, les caractéristiques de l’énergie et de la trajectoire de départ du faisceau sont en partie entretenues. La recherche s’est donc inspirée de cette propriété pour mesurer le transfert d’énergie translationnelle du néon au liquide.
Des applications déjà envisageables…
Dans le domaine industriel, la limite entre les gaz et les liquides régit les modalités de mélange de l’air et du carburant au sein des moteurs à combustion. Par conséquent, le nouveau dispositif de diffusion par projection plat ouvre des approches plus modernes pour les recherches sur les intégrations entre gaz et liquide.
Les scientifiques pourront dorénavant déchiffrer les interactions des molécules à la surface des fluides avec une meilleure perception. Ils envisagent même d’employer cette approche pour anticiper la naissance des pluies acides et des particules impliquées dans la pollution de l’air.
