La maturation d’Ostwald est un effet qui se produit dans les cristaux et certains mélanges liquides ; cela se produit lorsque des cristaux plus gros ou des gouttelettes liquides se forment tandis que les plus petits disparaissent. L’effet est causé par des différences dans l’énergie moléculaire des cristaux ou des gouttes plus gros et plus petits. Les structures plus grandes ont une énergie plus faible car le centre de la gouttelette ou du cristal a un arrangement moléculaire stable, peu susceptible de se séparer, tandis que seule la surface extérieure est disponible pour former un cristal ou une gouttelette plus gros. Les plus petites tailles sont moins stables car la surface externe, bien que petite, est susceptible de se connecter ou de fusionner avec d’autres molécules.
Les changements qui se produisent avec la maturation d’Ostwald ont été définis pour la première fois par W. Ostwald à la fin du 19e siècle. Les recherches initiales ont révélé que certains matériaux formaient des cristaux qui devenaient plus rugueux ou plus grossiers avec le temps. Ostwald a développé la théorie de l’évolution de la taille des cristaux au fil du temps, qui a ensuite été confirmée par des expérimentations en laboratoire. La maturation est rarement observée à l’œil nu, mais peut être déterminée par un équipement de laboratoire capable de mesurer la taille des cristaux ou des gouttelettes.
Des exemples de maturation d’Ostwald peuvent se produire dans des produits de consommation courants. La crème glacée en est un exemple ; La maturation d’Ostwald se produit lorsque des cristaux de glace se forment dans la crème glacée après sa conservation au congélateur. Cela donne à la crème glacée une sensation rugueuse, connue sous le nom de mauvaise sensation en bouche dans l’industrie alimentaire. Les cristaux se forment parce que les molécules d’eau finement mélangées ont une énergie moléculaire instable et elles veulent se connecter avec d’autres molécules d’eau. Au fil du temps, de plus en plus de cristaux de glace se formeront et rendront le produit moins désirable à manger.
Certaines émulsions, qui sont des combinaisons de deux liquides ou plus qui ne réagissent pas chimiquement ou ne se mélangent pas, peuvent changer de propriétés au fil du temps en raison de la maturation d’Ostwald. Des exemples d’émulsions comprennent la mayonnaise, les crèmes pour la peau et de nombreux produits cosmétiques liquides. À plus grande échelle, cet effet peut être observé si de l’huile est versée dans une casserole d’eau. Initialement, les gouttelettes d’huile peuvent être assez petites, mais avec le temps, des gouttelettes plus grosses se formeront tandis que les plus petites disparaîtront.
Les tensioactifs peuvent être utilisés dans n’importe quel processus où la maturation d’Ostwald doit être évitée ou réduite. Ces produits chimiques ne réagissent avec aucun des ingrédients du mélange, mais forment plutôt des molécules qui entourent l’un des composants du mélange. Ce revêtement tensioactif perturbe ou arrête le processus de fusion de petites gouttes ou de cristaux en de plus gros, et donne une crème glacée qui reste crémeuse ou des produits cosmétiques qui ne développent pas une texture granuleuse.
Le traitement photographique utilise des réactions chimiques pour former des molécules d’argent qui réagissent à la lumière, ce qui donne une image ou une image visible. L’impression photo est devenue automatisée depuis la fin du 20e siècle pour les photographies grand public, mais la plupart des traitements reposent sur le processus chimique de l’argent. La maturation d’Ostwald peut affecter la qualité de l’image en modifiant la taille des cristaux d’argent après leur dépôt sur du papier photo. Des étapes sont incluses dans le développement de l’impression pour arrêter ces effets, ce qui se traduit par une très petite taille de cristal et une meilleure qualité d’impression.