L'équilibre électrique des colloïdes par Pr. Marc Henry




Marc Henry professeur de chimie et de physique quantique, Université de Strasbourg nous parle dans cette conférence de l’équilibre électrique des colloïdes. Applications en œnologie, en médecine, dans l’industrie agro-alimentaire...etc 

Conférence enregistrée le vendredi 5 Septembre 2014 à Toulouse lors des Universités d'été des Biosciences organisées par l'association H2O mon amour. Réalisation Association Osmoz.

Nous vous proposons 3 extraits d'environ 8mn avec le PowerPoint du conférencier.

Cet extrait N°1 correspond au début de la conférence.



Cet extrait N°2 correspond au milieu de la conférence.



Cet extrait N°3 correspond à la fin de la conférence.




Résumé de la conférence écrit par Pr Marc Henry:

"Depuis quelques années nous assistons à un renouveau d’intérêt pour la physique et la chimie des milieux colloïdaux dans le cadre des nanotechnologies, en vue de développer de nouveaux matériaux toujours plus performants pouvant avoir de multiples applications aussi bien dans le domaine de la communication que dans celui de la médecine. On appelle cela aussi parfois le «Big BANG», le mot BANG faisant ici référence au quadruplet: Bit, Atome, Neurone et Gène. D’un point étymologique le mot «colloïde» vient du grec κολλα qui signifie «colle» et regroupe tous les états de la matière où l’on mélange à l’échelle du nanomètre une phase qui peut être gazeuse, liquide ou solide dans une autre phase elle aussi gazeuse, liquide ou solide à l’exception des mélanges gaz/gaz qui sont miscibles dans toute proportion. L’importance du nanomètre vient du fait que le rapport entre le nombre d’atomes situés en position interfaciale et celui en position volumique vaut f(%) = 1/r(nm), où r est une taille linéaire caractérisant la matière colloïdale. On peut donc aussi définir les colloïdes comme des systèmes matériels où les propriétés en volume se trouvent plus ou moins modulées par un milieu extérieur à ce volume via une interface. Le renouveau concernant l’étude de la matière colloïdale vient bien sûr du développement de techniques d’observations de la matière avec une résolution atomique connues sous le nom de microscopie électronique en transmission (TEM), microscope à effet tunnel (STM) et microscope à force atomique (AFM). L’importance des colloïdes vient aussi des fait que toute la cellule est un vaste ensemble de colloïdes qui coopèrent entre eux pour assurer toutes nos fonctions vitales, depuis la reproduction jusqu’au métabolisme en passant par la respiration, la circulation, l’excrétion, l’irritabilité ou le mouvement. La présence d’une interface amène en effet des propriétés optiques originales à l’origine de beaucoup de couleurs rencontrées aussi bien dans le monde animal ou végétal que dans le monde technologique comme la fabrication des vitraux des cathédrales ou du pastis. La nano-structuration des interfaces permet également l’apparition de propriétés émergentes pour la super-hydrophobicité donnant naissance aux surfaces auto-nettoyantes que l’on trouve aussi bien sur la feuille de Lotus que sur un bâtiment moderne fait d’acier et de verre. Cela donne aussi la possibilité de coller sans utiliser de colle chimique comme l’illustre un animal comme le gecko ou un simple post-it. Mais la propriété de loin la plus importance concerne l’énergie interfaciale qui est responsable des phénomènes d’agrégation contre lesquels doit lutter toute matière colloïdale pour assurer sa survie. Sous l’action conjuguée des forces de van der Waals et du mouvement brownien incessant, les colloïdes peuvent en effet coaguler en une seule masse au lieu de rester bien dispersés. Pour lutter contre cette tendance inexorable à l’agrégation, les colloïdes disposent de leur interface qui en se chargeant électriquement de manière positive ou négative va générer une force électrique qui s’opposera à l’agrégation. D’une manière générale, plus la charge de surface est élevée, moins il y a d’électrolytes dans la couche diffuse assurant l’électroneutralité du colloïde, plus le rayon est grand et plus la matière est faite d’atomes légers (matière organique), plus le colloïde sera stable. Ce n’est donc pas un hasard si toutes les cellules utilisent des atomes légers comme C, H, O, N comme matière de base. Parmi les 8 états colloïdaux possible (aérosols, fumées, mousses, émulsions, sols, aérogels, gels et nano-composites), l’état gel est de loin le plus intéressant en relation  avec les phénomènes vitaux. En effet, par leurs variations spectaculaires de volume sous l’influence de stimulus chimiques ou électromagnétiques, les gels peuvent développer des pressions mécaniques considérables selon la loi p(atm) = 1440/r(nm). Tous les organismes vivants sans exception sont des gels ce qui permet de pouvoir manipuler l’eau et les ions, les deux constituants majoritaires de toute cellule vivante de manière optimale. Ainsi, lorsqu’on boit de l’eau de mer ou de l’eau au griffon d’une source, on se nourrit avant tout d’eau et de minéraux complètement biodisponibles car chélatés par des molécules organiques provenant de la digestion de ces minéraux par le phytoplancton et le zooplancton dans le cas de l’eau de mer et par les acides humiques ou des colloïdes minéraux comme la silice dans le cas de l’eau de source. Le fait que tout être vivant soit à la base un colloïde entraîne automatiquement une forte sensibilité aux champs de nature électromagnétique en raison du fait que cela peut perturber les mouvements extra-basse fréquence (ELF) de nos ions constituants (moins de 0,2 Hz pour l’intestin, 1-2 Hz/100 pT pour le cœur et 0-32 Hz/100 fT pour le cerveau. Pour mémoire un simple écran d’ordinateur émet déjà un champ de 250 nT tandis que nos téléphones mobiles ou les réseaux WiFi peuvent nous aussi perturber de manière significative via les modulations basses fréquences véhiculant l’information. Il convient donc de se protéger comme cet «électrosmog» ambiant afin de préserver l’équilibre électrique de nos colloïdes constituants. "
Cette conférence est disponible à la location au prix de 1,90€