En étudiant un globule d’ambre vieux de 20 millions d’années, les scientifiques ont prouvé une fois pour toutes que le verre ne coule pas.
Ce navigateur ne prend pas en charge l’élément vidéo.
Certains prétendent que les vitraux des vieilles églises sont plus épais en bas qu’en haut parce que le verre coule lentement comme un liquide. Nous savons que ce n’est pas vrai depuis un certain temps déjà ; ces vitraux sont plus épais en bas en raison du processus de production. À l’époque médiévale, un morceau de verre fondu était roulé, dilaté et aplati avant d’être filé en disque et découpé en vitres. Ces feuilles étaient plus épaisses sur les bords et installées de telle sorte que le côté le plus lourd se trouvait en bas.
Mais le mythe selon lequel le verre coule a persisté au fil du temps. Une partie de la raison est que le verre est une substance visqueuse surfondue qui a été vitrifiée – un changement massif des propriétés physiques dans lequel une transition de phase de premier ordre a été évitée (contrairement aux transitions standard de l’état de la matière solide/liquide/gaz).
Publicité
Lorsqu’un liquide se refroidit, il se cristallise, ce qui augmente sa viscosité (une mesure de sa résistance à l’écoulement). Mais lorsque le verre se refroidit, il reste bloqué dans un état solide sans cristallisation. Essentiellement, la viscosité d’un liquide surfondu augmente jusqu’à ce qu’il devienne un solide amorphe ou un verre.
Le chercheur Robert Brill nous en dit plus :
Comme pour les liquides, les atomes qui composent un verre ne sont pas disposés dans un ordre régulier – et c’est là que l’analogie apparaît. Les liquides coulent parce qu’il n’y a pas de forces fortes qui maintiennent leurs molécules ensemble. Leurs molécules peuvent se déplacer librement les unes par rapport aux autres, de sorte que les liquides peuvent être versés, éclaboussés et renversés. Mais, contrairement aux molécules des liquides classiques, les atomes des verres sont tous étroitement liés par des liaisons chimiques fortes. C’est comme si le verre était une molécule géante. C’est ce qui rend les verres rigides et les empêche de couler à température ambiante. Ainsi, l’analogie échoue dans le cas de la fluidité et de l’écoulement.
Publicité
Donc le verre, dans cet état funky de n’être ni un solide ni un liquide, a conduit certains à supposer qu’il est toujours potentiellement dans un état d’écoulement.
Pour mettre définitivement fin à cette idée, Jing Zhao, Sindee Simon et Gregory McKenna ont analysé un morceau d’ambre conservé vieux de 20 millions d’années. Ils ont utilisé l’ambre – un polymère organique – car la dynamique du verre persiste, qu’il soit organique ou inorganique. L’ambre fossile offre également aux scientifiques la possibilité d’étudier les matériaux de formation du verre bien en dessous des températures de transition vitreuse typiques ; étant donné son âge extrême, c’est une forme de verre ultra-stable.
Publicité
Crédit : Texas Tech University.
L’équipe a réalisé une série d’expériences calorimétriques et de relaxation des contraintes sur l’ambre dominicain. Ils ont mesuré ses temps de relaxation (réarrangements intermoléculaires) à différentes températures, y compris au-dessus de sa température fictive. L’équipe a observé que les temps de relaxation de l’ambre ne divergeaient pas – ce qui signifie qu’il ne pouvait pas être une sorte de fluide.
Publicité
« Ce résultat remet en question toutes les théories classiques du comportement de transition vitreuse », a noté McKenna par le biais d’un communiqué.
Lisez l’intégralité de l’étude sur Nature Communications : « Utilisation d’ambre vieux de 20 millions d’années pour tester le comportement super-Arrhenius des systèmes de formation de verre ».
Publicité
Image du haut : Vladimir Sazonov/.
Publicité