Bientôt une peinture écolo plus blanc que blanc… grâce à ces scarabées

Bientôt une peinture écolo plus blanc que blanc… grâce à ces scarabées


Dans quelques années, vous peindrez peut-être vos murs d'un blanc éclatant sans utiliser autant de pigments chimiques , et vous pouvez remercier Cyphochilus. Cette bestiole au nom facile à écorcher est une sorte de scarabée vivant en Asie du sud-est, qui vient d'être en lumière d'une étude publié dans la revue spécialisée .

Un groupe de chercheurs des universités de Cambridge (Angleterre) et d'Aalto (Finlande) vient en effet, grâce à elle, de mettre en place ce qui pourrait être la prochaine génération de colorants blancs: des membranes ultra-fines (et durables) 20 à 30 fois plus blanches que le papier.

Commentaire fabrique-t-on du blanc?

Le spectre électromagnétique représente les différentes longueurs d'onde du rayonnement émis par le soleil. La lumière visible, c'est le petit arc-en-ciel au milieu! ( Benjamin Abel / Wikimedia Commons )

La lumière est une partie infâme du rayonnement électromagnétique transmise par le soleil, mais qui est pour nous autres humains une qualité essentielle: nous allons la voir. Tout le reste, des rayons gamma aux ondes radio, échappe à nos yeux.

Elle nous paraît "blanche" mais vous avez certainement eu l'occasion de vous livrer à l'expérience du prisme, qui consiste à la décourvir en un éventail de couleurs, ou encore un arc-en-ciel qui est le même phénomène dans la nature. Les couleurs en question sont des longueurs d'ondes que notre vision perçoit différemment, un peu comme un poste de radio va capter différentes stations sur différentes fréquences.

Lorsque la lumière frappe une matière, celle-ci absorbe une partie plus ou moins grande en fonction de sa composition et le rayonnement réfléchi ne sera plus "blanc", et aura donc une couleur. Pour un matériau soit blanc, il faut qu'il reflète l'ensemble des couleurs du spectre.

Quand on obtient une couleur donnée, que ce soit pour un tissu ou une peinture, on utilise généralement des pigments : des substances naturelles ou chimiques qui vont absorber certaines longueurs d'ondes et refléter d'autres, produisant une certaine couleur (de préférence avec trop se dégrader avec le temps).

Pour le blanc, c'est plus compliqué: il faut refléter de manière égale toutes les longueurs du spectre visible, sinon ce n'est plus complètement blanc. Une solution, la dispersion: de très nombreuses particules dispersées toutes les couleurs mais en même temps, on obtient … du blanc.

"La blancheur s'obtient lorsque la lumière est dispersée de façon répétée dans un milieu aléatoire", précisent les auteurs de l'étude. "En termes plus généraux, plus le nombre et la force des événements de la dispersion sont hauts, plus le caractère brillant d'aspect."

"Les produits cosmétiques disponibles dans le commerce, tels que les crèmes solaires, les produits cosmétiques et les peintures, contiennent des particules hautement réfractives (généralement du dioxyde de titane ou de l'oxyde de zinc) pour refléter la lumière efficacement ", longuiventivent les chercheurs. "Ces matériaux, même s'ils sont considérés comme sûrs, ne sont pas entièrement soutenables ou biocompatibles."

La technique des écailles de scarabée

Cyphochilus, elle, n'a pas besoin de pigments. Sa couleur blanche, elle est obtenue à un réseau de mini-écailles de chitine une substance qui compose entre autres les carapaces des insectes et des crustacés. Ces petits morceaux de chitine vont disperser la lumière de façon efficace pour obtenir une apparence ultra-blanche pour une épaisseur de matériau ultra-fine. Un peu comme si l'arrivée à condenseur plusieurs canapés de peinture en une seule …

Cyphochille (Olimpia Onelli)

Là, plus question de matériau reflétant une couleur, tout est dans la géométrie, la structure, les motifs. très blanc.

"Le blanc est une couleur très particulière de couleur structurelle", détaille le docteur Olimipa Onelli, le département de chimie de l'université de Cambridge et co-auteure de l'étude.

"D'autres types de couleurs structurelles, par exemple les ailes de papillons ou les opales, ont un motif particulier dans leur structure qui produit une couleur vibrante, mais pour produire du blanc, la structure doit être aussi aléatoire que possible. "

C'est donc la manière dont les écailles de Cyphochilus sont disposées, la façon dont elles n'ont pas la lumière dans leur sein pour finir par "émettre" du blanc qui a inspiré les scientifiques.

Des spaghettis de cellulose

Au lieu d'utiliser la chitine, les scientifiques ont choisi d'utiliser un matériau qui est à la fois abondant, résistant, biocompatible et non toxique: la cellulose . En utilisant des minuscules brins de cellulose, des nanofibrilles, il a reproduit le complexe d'écailles de chitine de Cyphochilus.

En utilisant un mélange de nanofibrilles de diamètres variés, on peut faire varier l'opacité du matériau final et ajuster sa blancheur. "Ces matériaux reposant sur la cellulose ont une structure qui est presque comme des spaghettis, c'est comme cela qu'ils peuvent disperser aussi bien la lumière", explique Silvia Vignolini co -auteure de l'étude. "On doit trouver juste le bon mélange: nous ne voulons pas qu'il soit trop uniforme ni qu'il se disloque."

Les membranes finales constituées de "spaghetti de cellulose" imitant les mini-écailles du scarabée asiatique font-elles quelques microns d'épaisseur, et optimisent leur fabrication, les chercheurs veulent encore les rendre encore plus amendes. Dans un futur proche, grâce à Cyphochilus, vous pouvez trouver ces colorants plus blancs que blancs dans vos peintures ou vos cosmétiques.

Ce n'est pas la première fois que Cyphochilus sert de modèle pour les recherches. Des sciences de l'université des sciences et des technologies du roi Abdallah (Arabie saoudite) ont même utilisé les propriétés de la couche chitineuse de ces scarabées pour produire … du noir vraiment très noir!

Imiter la nature

Le blanc de Cyphochilus est l'exemple le plus récent d'un champ de recherche en plein développement: le biomimétisme. Comme son nom l'indique, il doit étudier la manière dont la nature a apporté des réponses à certains problèmes et à tenter de l'imiter.

L'inventeur à la façon dont les graines de bardane encrochaient à son manteau et aux poils de son chien.

Plus près de nous, la NASA étudie la manière dont le gecko lézard bien connu des Réunionnais, arrive à marcher sur les surfaces lisses et verticales. L'agence spatiale américaine espère grâce à ce développement de robots capables de se déplacer sur les vaisseaux spatiaux pour effectuer des réparations.

Sur la terre d'araignée: la soie des arachnides est un matériau très résistant étudié par de nombreux chercheurs . Les applications possibles de l'araignée artificielle sont bien sûr l'industrie textile, mais aussi des micros et prothèses auditives ou encore … les coeurs artificiels.

Jean-Paul Fritz

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