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Vidéo de question : Comprendre le fonctionnement des revêtements nanoparticulaires sur les vitres autonettoyantes Chimie

Comment fonctionnent les revêtements nanoparticulaires sur les vitres autonettoyantes?

04:30

Transcription de vidéo

Comment fonctionnent les revêtements nanoparticulaires sur les vitres autonettoyantes? (A) Les revêtements nanoparticulaires génèrent de l’électricité qui alimente les essuie-glaces présents sur les vitres. (B) Les nanoparticules présentes dans les revêtements nanoparticulaires se déplacent vers la gauche et vers la droite pour essuyer la vitre. (C) Les revêtements nanoparticulaires constituent des revêtements antiadhésifs qui empêchent la saleté d’adhérer à la vitre. (D) Les revêtements nanoparticulaires catalysent la décomposition de la saleté en présence de la lumière du Soleil.

Les revêtements nanoparticulaires consistent en une mince couche de nanoparticules appliquée sur la surface d'un matériau dans un but spécifique, par exemple pour rendre les vitres autonettoyantes. Les nanoparticules sont des particules d’une taille ou d'un diamètre allant de 1 à 100 nanomètres. Leur très petite taille ou leur plus grande aire par rapport à leur volume leur confère des propriétés uniques. Un rapport aire-volume élevé signifie qu’une plus grande surface est exposée. En d’autres termes, plus les particules sont petites, ou plus leur volume est petit, plus il y a de surface exposée au milieu environnant et aux particules qui pourraient réagir ou interagir avec les nanoparticules.

Étant donné que les nanoparticules ont un rapport aire-volume élevé, elles peuvent interagir plus rapidement avec les réactifs et ainsi augmenter la vitesse d’une réaction chimique. Les nanoparticules peuvent donc agir à titre de catalyseur. Un catalyseur est une substance qui augmente la vitesse d’une réaction sans subir elle-même de modification chimique permanente. Il existe de nombreux types de nanoparticules qui peuvent agir comme catalyseur. Certaines d'entre elles sont constituées d’un composé d’oxyde métallique et sont connues sous le nom de nanoparticules d’oxyde métallique.

Un exemple spécifique de nanoparticule d’oxyde métallique est le TiO2, ou dioxyde de titane. Des revêtements nanoparticulaires de dioxyde de titane sont parfois appliqués sur les vitres pour les rendre autonettoyantes. Vous connaissez peut-être le dioxyde de titane pour sa présence dans d'autres produits, comme les peintures lustrées, le dentifrice et de nombreux autres produits brillants.

Alors, comment ces nanoparticules aident-elles les vitres à s'autonettoyer ? Dans l’industrie du verre, si une fine couche de nanoparticules de dioxyde de titane est appliquée sur une vitre, ces particules peuvent agir à titre de catalyseur. Ces particules produisent des électrons lorsqu'elles interagissent avec le rayonnement ultraviolet ou la lumière du Soleil. Ces électrons convertissent ensuite les molécules d’eau présentes dans l’air en radicaux hydroxyles, qui sont semblables à un groupe hydroxy ou hydroxyle, sauf que l’un des électrons de l’oxygène reste non apparié. Ces radicaux hydroxyles interagissent ensuite avec la saleté à base de carbone sur les vitres afin de la décomposer. Les grosses particules de saleté sont ainsi décomposées en particules de saleté plus petites. Ces particules plus petites sont emportées par la pluie beaucoup plus facilement que si elles n’avaient pas été décomposées.

Comme nous pouvons le constater, le seul choix de réponse qui correspond à cette description est le choix de réponse (D). Les nanoparticules de dioxyde de titane catalysent la décomposition de la saleté en présence de la lumière du Soleil. Les nanoparticules de dioxyde de titane ne peuvent pas générer de l’électricité et le choix de réponse (A) est faux. Les nanoparticules de dioxyde de titane ne se déplacent pas d’un côté à l’autre et le choix de réponse (B) est également faux. Les revêtements de dioxyde de titane sont hydrophiles lorsqu’ils sont exposés à des rayons ultraviolets et ils ne sont ni antiadhésifs ni hydrophobes, donc le choix de réponse (C) est incorrect.

Comment fonctionnent les revêtements nanoparticulaires sur les vitres autonettoyantes ? La bonne réponse est (D) : les revêtements nanoparticulaires catalysent la décomposition de la saleté en présence de la lumière du Soleil.

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