Une nouvelle recherche a confirmé le rôle crucial d'une couche quasi-liquide dans le contrôle des mécanismes de croissance des hydrates de clathrate, des matériaux cristallins semblables à de la glace qui piègent des gaz comme le méthane. Ces structures se forment naturellement sous haute pression et basse température, par exemple dans le pergélisol et les sédiments océaniques profonds, et sont importantes pour les ressources énergétiques et le changement climatique.
Une étude dirigée par des chercheurs de l'Université de l'Oklahoma, publiée dans la revue Nature Communications, a utilisé des simulations moléculaires avancées et des expériences pour démontrer comment cette couche transitoire de type liquide à la surface de l'hydrate dicte les taux de croissance cristalline et la morphologie. Ces résultats offrent une compréhension fondamentale qui échappait aux scientifiques, l'observation directe de ces processus au niveau moléculaire étant extrêmement difficile.
Cette percée a des implications substantielles. Comprendre et potentiellement manipuler cette couche quasi-liquide pourrait conduire à des progrès dans l'extraction du gaz naturel à partir des gisements d'hydrates et améliorer la sécurité des pipelines, où les blocages par hydrates sont un risque industriel majeur. De plus, elle contribue aux modèles climatiques, car les hydrates de méthane représentent un vaste réservoir de gaz à effet de serre sensible aux changements environnementaux.
La recherche fait passer le domaine au-delà des modèles phénoménologiques vers une compréhension mécanistique, ouvrant de nouvelles voies pour contrôler la formation des hydrates pour des applications technologiques dans le transport d'énergie et la capture et le stockage du carbone.
