Déplacement des molécules


Dans l'expérience de l'observation au microscope de l'amidon de maïs, nous avions vu que les grains étaient hydrophobes. Ces grains d'amidon, sont appelés des colloïdes car ils ne se mélangent pas avec l'eau et forment ainsi une suspension colloïdale. 

 

Pour comprendre et illustrer le phénomène, nous avons fait des recherches et retenus ces deux schémas :

Schéma représentant la place des grains d'amidon et la viscosité du mélange en fonction de la contrainte ou taux de cisaillement.

 

Schéma représentant la place des grains d'amidon et des molécules d'eau dans le mélange mélange en fonction de la contrainte appliquée.

 

Il semble donc que lorsque le mélange est au repos, les grains d'amidon sont répartis homogènement dans l'eau et les molécules peuvent glisser les unes sur les autres.

D'après le premier schéma, quand on applique une légère contrainte, les grains d'amidon s'organisent en feuillets, et on remarque une légère fluidification car la viscosité diminue.  

Puis, si on augmente fortement le taux ou la contrainte de cisaillement dans le mélange, les grains d'amidons se regroupent et chassent l'eau. Cela augmente ainsi énormément la viscosité du fluide et donne l'impression de solidité.

Ensuite ces agrégats d'amidon se déstructurent et le mélange revient à son état initial, les molécules se répartissent homogènement.

 

Nous avons ensuite réalisé des recherches afin de comprendre comment se formaient ces groupements de molécules d'amidon.

Quand le fluide est laissé au repos, les liaisons faibles permettent le libre déplacement des molécules les une sur les autres.

Lorsque le fluide est contraint à une force, l'absorption de l'énergie cinétique de l'impact par la suspension colloïdale entraîne le rapprochement des molécules d'amidon, renforçant ainsi les liaisons intermoléculaires. On assiste alors à la formation d'agrégats, qui chassent les molécules d'eau et qui entraînent, à notre échelle, la solidification du fluide à l'endroit impacté.

Quand le fluide est relâché, l'énergie cinétique se convertit en chaleur. Au fur et à mesure de cette transition, les réseaux cristallins se désagrègent et le fluide retourne à l'état liquide.