Comment ça marche?

L'acétate de zirconium possède une des actions des protéines antigel, il agit sur le modelage des cristaux de glace. Des expériences consistant à geler des solutions contenant de l'acétate de zirconium ont été menées en laboratoire par un chercheur du CNRS, Sylvain Deville, et son équipe. Les résultats montrent que dans ces solutions les cristaux de glace ont une forme différente de leur forme habituelle. L'acétate de zirconium permet de diviser par 100 le taux de croissance des cristaux dans la direction a (cf schéma ci-dessous). La vitesse de croissance peut descendre jusqu'à 0,02$\mu$m/s dans cette direction.

                                                                 

Axes a et c (image Wikipédia)

L'acétate de zirconium interagit au niveau atomique avec les cristaux de glace. Des liaisons hydrogènes sont formées avec la surface des cristaux. Ainsi le groupe acétate, qui est hydrophobe, est laissé à la surface des cristaux et éloigne des molécules d'eau qui contriburaient à la croissance de la glace.

                              

Figure extraite de "Ice Structuring Mechanism for Zirconium Acetate"

Cependant le mechanisme de reconnaissance des cristaux de glace par l'acétate de zirconium n'est pas sûr. Dans le papier Inhibition of Ice Growth and Recrystallization by Zirconium Acetate and Zirconium Acetate Hydroxide, deux modes sont proposés. Dans le premier le groupe méthyl contenu dans l'acétate et de l'hydroxyde sont les éléments qui reconnaissent les cristaux de glace. Dans le second ce sont les groupes acétate seuls qui reconnaissent les cristaux (cf shémas ci dessous).

           

Schémas représentant la reconnaissance de la glace par l'acétate de zirconium (image extraite de Inhibition of Ice Growth and Recrystallization by Zirconium Acetate and Zirconium Acetate Hydroxide)