Dans toutes ses utilisations : consommation, boisson, cuisine, hygiène, etc. l’eau est essentielle !

Malgré la simplicité de sa molécule, L’eau est un liquide très complexe qui fait toujours l’objet de nombreuses études aussi bien expérimentales que théoriques. Les raisons d’étudier l’eau sont multiples. D’une part, elle a une importance fondamentale pour la vie terrestre et d’autre part, elle joue un rôle important dans de nombreux processus (biologiques, chimiques, atmosphériques).

Dans le domaine de la cosmétique, l’eau est un élément essentiel dans la fabrication des produits. Mélangée aux argiles, elle permet par exemple, de produire masques de beauté ou capillaires ou shampoings. L’argile contribue à l’hydratation et à l’assainissement de la peau par un drainage des impuretés organiques et minérales. Il est donc important de  connaitre les interactions entre l’eau et les ingrédients.

Par un rayonnement UV, par exemple, il est possible de photo-ioniser l’eau et modifier son comportement sur des durées plus ou moins longues. Cela va aussi modifier les interactions de l’eau dans les argiles.

L’eau est la base de la vie sur Terre.

Elle joue un rôle crucial dans tous les processus et phénomènes de la vie sur notre planète.

Le corps humain est constitué de 70 à 80% d’eau.

Le cerveau est composé à 90% d’eau et ne peut même pas supporter une perte de liquide de 1%.

La perte d’eau par le corps de 10 à 20% entraîne la mort.

L’eau agit à la fois sur le niveau sous-moléculaire et moléculaire, mais également à des niveaux plus élevés de l’organisation de la matière vivante, jusqu’à la biosphère. Elle détermine la migration des protons et des électrons dans les cellules, la structure des membranes, les fonctions de l’ADN, de l’ARN, des protéines, des régulateurs de faible masse moléculaire, l’assemblage des structures cellulaires, la fécondation, le développement embryonnaire, le fonctionnement mature du corps, ses systèmes de contrôle, de régulation homéostatique, son vieillissement et sa mort.

Toute la diversité des propriétés de l’eau et la nature inhabituelle de leur manifestation sont déterminées par la nature physique des atomes d’oxygène et d’hydrogène, qui la composent, et par la manière dont ils sont combinés en une molécule.  Par exemple, si l’eau était un composé monomoléculaire, tel que ses analogues H2S, H2Se, H2Te, elle existerait en état liquide dans l’intervalle de -95 ° C à -70 ° C, mais à la température ambiante elle serait en état gazeux.

Le modèle de l’eau structurée détermine presque toutes ses propriétés anormales, qui ont une grande importance pratique –

L’eau est la plus anormale de toutes les substances connues de la nature.

Le diamètre de la molécule d’eau est de 2,8 A (1 Angstrom = 10-10 m) (fig.1). Si nous considérons l’eau comme un simple ensemble de molécules d’H2O, il s’avère que son poids spécifique devrait être de 1,84 g / cm3 et que son point d’ébullition sera égal à 63,5 ° C. Mais à des températures et pressions normales, la densité de l’eau est de 1 g / cm3 et l’eau bout à 100 ° C. Sur cette base, il convient de supposer qu’il doit y avoir des lacunes dans l’eau sans molécules d’H2O, c’est-à-dire que l’eau a une structure particulière.

L’eau liquide a une structure quasi cristalline.

Chaque molécule d’eau est entourée de quatre autres molécules situées aux sommets du tétraèdre (fig. 2). Les noyaux d’oxygène sont situés dans les centres de ces tétraèdres. Les distances entre les molécules les plus proches sont de 2,76 A. La formation de liaisons hydrogène explique les propriétés anormales de l’eau. Les liaisons hydrogène, qui maintiennent les molécules d’eau les unes à côté des autres, déterminent les propriétés anormales de l’eau (état d’agrégation dans des conditions normales, valeurs anormalement élevées de l’énergie de fusion et d’évaporation, indice de réfraction, etc.).

Les nombreuses liaisons hydrogène de courte durée de vie entre des atomes d’hydrogène et d’oxygène adjacents créent des opportunités favorables pour la formation de structures associées spécifiques, appelées « clusters » (fig. 3).

Différents modèles de structure de l’eau proposent des clusters de géométries différentes, mais elles postulent toutes que les molécules d’eau peuvent se combiner pour former des polymères.

Actuellement, la théorie des polarons se développe activement.

La théorie des polarons et des bipolarons joue un rôle important dans la description de nombreux processus physiques, chimiques et biologiques. Cette théorie est utilisée pour expliquer les processus intervenant non seulement dans un solide, mais également dans des composés organiques, ainsi que dans des liquides polaires, y compris l’eau et diverses solutions aqueuses. La théorie périphérique est utilisée pour décrire le transfert de charge dans les protéines, la description d’un électron hydraté. Il existe des approches basées sur les principes de la théorie de translation invariante du polaron pour la construction de la théorie des solitons dans l’eau et des molécules biologiques.