Sous une lune de minuit, Luigi Garlaschelli regarda les tombes. Il repérait pour des boules de lumière brillantes connues sous le nom de Will-o'-the-wisps. Comme un Ghostbuster, Garlaschelli, un chimiste autrefois à l'Université de Pavia en Italie, portait un appareil pour aspirer le WISP pour l'étude – si l'on apparaît.
Malheureusement, l'un ne l'a pas fait. Mais pendant des centaines d'années, les contes d'autres ont raconté ces lumières bleuâtres flottant au-dessus des marécages et des cimetières. Alors que le folklore relie les lumières aux esprits qui essaient de faire égarer les voyageurs, les scientifiques pensent que les plantes ou les créatures pourrient un gaz rempli de méthane qui, dans certaines conditions, peut brûler lentement avec une flamme bleue fraîche.
Mais ce qui enflamme cette flamme est un mystère. Maintenant, une équipe de chimistes a révélé un nouvel indice inattendu: les microsparks de l'électricité.
Dans des expériences de laboratoire, du méthane bouillonnant et de l'air à travers l'eau a créé ses zaps de foudre, l'équipe rapporte le 29 septembre Actes de l'Académie nationale des sciences. Ces flashs pourraient suffire à allumer le gaz marais et à le laisser fleurir dans le will-o'-the-wisps éthéré. De plus, les chimistes pourraient un jour exploiter ce microliterie comme un déclencheur respectueux de l'environnement pour entraîner d'importantes réactions chimiques.
Auparavant, le chimiste Richard Zare et ses collègues ont montré que de minuscules gouttelettes d'eau peuvent créer des étincelles électriques. L'équipe s'est demandé: les minuscules bulles pourraient-elles faire de même? Et si oui, ces zaps pourraient-ils créer Will-o'-the-wisps en allumant le gaz de méthane qui s'infiltre des marécages?
Zare a posé cette question à Yu Xia, un chercheur de son laboratoire à l'Université de Stanford. Xia, maintenant à l'Université Jianghan à Wuhan, en Chine, a mis en place une équipe pour concevoir et imprimer en 3D une buse pour faire de minuscules bulles dans l'eau, imitant le gaz qui s'infiltre à partir d'un marais.
Tous les zaps entre les bulles ne seraient probablement pas visibles à l'œil sans aide, de sorte que les chercheurs ont mis en place deux instruments pour aider: un compteur de photons, pour les alerter sur toute réaction qui émettait des particules de lumière et un appareil photo à grande vitesse pour capturer tous les flashs.
Alors que les chimistes commençaient à bouillonner de l'air dans l'eau, le comptoir a commencé à compter les photons émis. Microlightning se produisait, mais trop faible pour que la caméra puisse le voir.
Un mélange bouillonnant de gaz de méthane et d'air a libéré plus de photons qu'auparavant, et l'eau s'est chauffée. Mais quand même, pas de microliterie visible.
L'équipe a ajusté la buse pour rendre certaines bulles encore plus petites et plus près. Les travaux antérieurs des chercheurs avec des gouttelettes d'eau avaient montré que, dans un spray d'eau, les petites gouttes sont chargées négativement et les plus grandes sont chargées positivement. Si la même chose était vraie pour les bulles de gaz, la bousculade bondée pourrait envoyer des électrons sautant entre des bulles chargées différemment, créant un éclair de lumière. Effectivement, succès: la caméra a capturé de minuscules zaps de foudre.
Cela montre clairement que les microbulles peuvent décharger des zaps électriques, explique Antonio Pavão, chimiste à l'Université fédérale de Pernambuco à Recife, au Brésil. Pourtant, il n'est pas convaincu que cela répond au mystère du Wisp: un marais est très différent de cette configuration de laboratoire. Et si la nouvelle idée est correcte, il pense que les gens devraient toujours les signaler. Mais il y a un manque d'observations modernes, selon ses recherches. Il y a longtemps, les voyageurs ont transporté des lanternes la nuit. Peut-être que Pavão dit, la flamme ouverte de ces lanternes a déclenché des marécages pour s'enflammer.
Garlaschelli, maintenant à la retraite, trouve des zaps à bulles allumant le gaz marais une idée intrigante. Mais il ne répond pas pleinement au mystère de Will-o'-the-wisps pour lui non plus. Un problème: les nouvelles expériences étaient sous l'eau. Will-o'-the-wisps, en revanche, sont des flammes qui planent dans l'air.
Même si la source de ces lumières n'est pas encore résolue, Garlaschelli voit des avantages dans le nouveau travail. C'est un pas en avant prometteur dans le domaine de la triboélectricité, dit-il. Cet effet triboélectrique crée une charge électrique à partir de frottement, comme l'électricité statique, ou lorsque les objets entrent en contact étroit et sont séparés. Par exemple, il dit: «Il pourrait être utilisé pour déclencher des réactions chimiques qui nécessiteraient autrement des conditions beaucoup plus difficiles.»
Xia est d'accord. «Ces minuscules gouttelettes et bulles», dit-il, «sont importantes pour leur rôle dans la chimie environnementale.» Ils pourraient aider à expliquer, par exemple, «comment les polluants se comportent et se transforment dans l'atmosphère». Les zaps des microbulles pourraient également être exploités pour aider à décomposer les gaz polluants, dit-il. Ces étincelles pourraient même trouver une utilisation, dit Xia, comme un chemin plus vert pour «améliorer les technologies quotidiennes».
