lundi 2 mai 2016

ETATS DE L'EAU : Un nouvel état, quantique de l'eau



Des physiciens du Département de l’énergie du Laboratoire national américain Oak Ridge (ORNL) ont découvert un nouvel état de l’eau qui diffère des états solide, liquide ou gazeux. 

Cet état très particulier appelé «effet tunnel quantique» a été obtenu par le confinement d’une molécule d'eau au sein d’un canal de béryl (minerai) de 5 angströms (Å) de long (1 Å = un dix-milliardième de mètre).  



Comprendre l’effet tunnel :

La molécule d’eau a classiquement la forme d’une tête de mickey en raison de la distribution des électrons entre les deux atomes d’hydrogène (chargé positivement) et l’atome d’oxygène (chargé négativement) permet à la molécule d'être polaire et d’avoir un rôle de solvant quasi universel permettant de dissoudre bon nombre de substances, elles aussi polaires. 


Dans l’état quantique, la tête de Mickey se transforme plutôt en fleur à six pétales. L'oxygène, qui constitue le centre de la fleur ne subit pas les effets quantiques. En revanche, chaque pétale représente une position potentielle pour les atomes d'hydrogène. Ainsi, ces derniers peuvent transiter de pétale en pétale par l'effet tunnel. Ils ne sont donc pas localisables au cours du temps.


Dans ce nouvel état quantique, l'eau perd son caractère solvant et se trouve alors dans un état électriquement neutre. Ainsi, dans cette configuration, la molécule d'eau perd son moment dipolaire électrique et n’est plus disposée à se lier avec d’autres atomes/molécules.

Or, c’est la valeur élevée de la constante électrique de l’eau qui lui permet de dissoudre bon nombre de molécules biologiques et par conséquent permet les réactions métaboliques du vivant.


Les implications potentielles en biologie

Nous avions souligné avec l’article de Pascale Mentré (http://lanaturedeleau.blogspot.fr/2015/09/eau-et-biologie-5-leau-dans.html), l’impérieuse nécessité de raisonner à l’échelle du nanomètre, c’est-à-dire celle de la molécule d’eau, pour tenter de mieux comprendre les propriétés de l’eau biologique. En effet, les distances intermoléculaires au sein des cellules vivantes sont aussi de l’ordre de quelques nanomètres. L’eau confinée dans ces structures pourrait donc avoir des propriétés nouvelles, importantes pour la vie, inconnues jusque-là.

Dans une nanostructure, l'eau change d'état quantique...

http://www.futura-sciences.com/magazines/matiere/infos/actu/d/physique-nanostructure-eau-change-etat-quantique-27845/
 
http://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/physique-nanostructure-eau-change-etat-quantique-27845/#xtor=EPR-17-%5BHEBDO%5D-20170710-%5BACTU-Dans-une-nanostructure--l-eau-change-d-etat-quantique---%5D 

 Ces articles renforcent le raisonnement précurseur de Pascale Mentré (bien avant le focus actuel sur l'eau et la physique quantique) de considérer l'eau "in vitro" ou "in silico" mais aussi l'eau biologique à son échelle; celle du nanomètre...

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