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Une encre pour couleurs iridescentes | 21 septembre 2009

Une équipe sud-coréenne a mis au point un procédé efficace pour imprimer des couleurs structurelles - celles dues à la diffraction de la lumière par des structures périodiques.
Maurice Mashaal

Des images reproduisant fidèlement les couleurs de magnifiques papillons aux ailes iridescentes ou de coléoptères aux reflets métalliques seront-elles bientôt monnaie courante ? L'encre et le procédé d'« impression » conçus par l'équipe de Sunghoon Kwon, de l'Université nationale de Séoul, permettent de le penser.

Les couleurs structurelles sont des couleurs chatoyantes dues à la diffraction de la lumière par des microstructures périodiques - elles ne sont pas dues à des pigments. Des exemples bien connus sont les ailes bleu électrique des papillons Morpho ou les plumes de la queue des paons. Diverses techniques (cristallisation de solutions colloïdales, empilement de couches minces, procédés lithographiques) ont été explorées pour reproduire artificiellement des couleurs structurelles. Mais elles sont lentes, coûteuses et difficiles à adapter à de grandes surfaces.

S. Kwon et ses collègues, dont deux chercheurs de l'Université de Californie à Riverside, ont mis au point une encre, nommée M-Ink, qui permet de créer la couleur structurelle désirée et de la fixer au point voulu. Cette encre est un mélange de trois ingrédients : des agrégats de nanocristaux de magnétite encapsulés dans des microsphères de silice, un liquide de solvatation qui enrobe ces microsphères et une résine photodurcissable.

En l'absence de champ magnétique externe, les particules magnétiques se répartissent au hasard dans la résine liquide. Sous l'effet d'un champ magnétique, elles s'assemblent pour former des chaînes alignées avec le champ. L'espacement entre particules dans la chaîne dépend de l'intensité du champ appliqué. Or cet espacement détermine la couleur de la lumière réfléchie et diffractée par la chaîne. En ajustant l'intensité du champ magnétique, on peut donc contrôler la couleur structurelle de l'encre.

Ainsi, le procédé de l'équipe de S. Kwon consiste d'abord à étaler une couche de leur encre sur un support horizontal et à appliquer un champ magnétique vertical. Dans l'épaisseur (d'environ 50 micromètres) de la couche d'encre, les particules se disposent en chaînes verticales, l'espacement de leurs particules correspondant à une certaine couleur de diffraction. Pour fixer cette couleur en un point, on illumine ce point avec de la lumière ultraviolette, qui solidifie en quelques secondes la résine et préserve ainsi les structures qu'elle contient. Pour créer un autre point de couleur différente, il suffit de modifier l'intensité du champ et de focaliser la lumière ultraviolette sur ce nouveau point. Et ainsi de suite.

Ce procédé assez simple faisant appel à une encre unique ouvre la voie, selon ses concepteurs, à des applications diverses telles que les techniques d'imprimerie, le design de matériaux ou les dispositifs antifalsification.

http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-une-encre-pour-couleurs-iridescentes-23260.php


Une encre pour couleurs iridescentes
Sunghoon Kwon (http://binel.snu.ac.kr)
Des exemples de motifs en couleurs structurelles réalisés avec l'encre magnétique M-Ink mise au point par l'équipe de S. Kwon, de l'Université nationale de Séoul.

L'auteur

Maurice Mashaal est rédacteur en chef adjoint à Pour la Science.

Pour en savoir plus

Publié par Scorfa à 18:52:56 dans TECHNIQUE | Commentaires (0) |

Plastique sans pétrole : des bactéries montrent la voie | 10 décembre 2008

Par Jean-Luc Goudet, Futura-Sciences

Une équipe allemande vient de dénicher une enzyme naturellement fabriquée par des bactéries et qui permettrait de produire du verre acrylique (alias Plexiglas) à partir de sucres ou d'alcools, donc de biomasse, sans recours à la pétrochimie.

Dans le monde entier, les industriels s'activent pour mettre au point des techniques de fabrication de polymères qui n'utiliseraient pas de matières premières issues du pétrole. L'idée est ancienne et plusieurs filières ont déjà été explorées pour produire ces « bioplastiques ». Mais la recherche dans le domaine subit depuis peu d'années une sévère accélération.

Au début du mois d'octobre, Total inaugurait en Belgique, à Feluy, une unité de production d'éthylène et de propylène, précurseurs de plusieurs plastiques, à partir du méthanol. Cet alcool peut être produit à partir de biomasse mais le procédé est encore trop cher et c'est du charbon qu'utilisera Total. Reste que la filière technique est désormais au point et qu'il sera possible, un jour, de se passer du charbon... En Allemagne, la jeune société Tecnaro, créée par des chercheurs de l'Institut Fraunhofer, vient de présenter un matériau dénommé Arboform et réalisé directement à partir du bois. Sa fabrication utilise la lignine, un composant ignoré par l'industrie papetière, qui ne retient que la cellulose, et cet Arboform est, de plus, recyclable à volonté.

Egalement en Allemagne, une équipe vient de mettre au point une méthode pour fabriquer du polyméthacrylate de méthyle (PMMA), à partir de molécules organiques, sucres ou alcools. Ce polymère transparent est très utilisé dans d'innombrables applications. Appelé verre acrylique, il est plus connu sous l'appellation commerciale de Plexiglas (son nom de baptême chez le fabricant allemand Evonik) ou encore Altuglas (chez Arkema, ex Elf-Atochem).


Première réalisation en Arboform, cette matière plastique réalisée à partir de lignine, de cire et de chanvre : une crèche. © Tecnaro GmbH

La bactérie avait la solution

Le nouveau procédé utilise une enzyme naturelle, découverte un peu par hasard. Thore Rohwerder (université de Duisburg-Essen), aidé par Roland H. Müller (Centre de recherche Helmoltz sur l'environnement, UFZ), travaillait sur des populations bactériennes à la recherche d'un moyen pour éliminer un polluant dangereux, l'éther méthyltertiobutylique ou MTBE, utilisé entre autres pour augmenter l'indice d'octane de l'essence. Ces chercheurs ont fini par remarquer une activité enzymatique intéressante, portée par la 2-hydroxyisobutyryl-CoA mutase. Cette enzyme se révèle capable de transformer des molécules organiques à 4 atomes de carbone, comme des sucres ou des alcools, en méthacrylate de méthyle (MMA), que l'on peut ensuite polymérisé en PMMA. Il a ensuite été effectivement possible de réaliser cette réaction, facilement et rapidement.

La recherche a suscité l'intérêt de la société Evonik, qui distribue des prix aux chercheurs travaillant dans le domaine des bioplastiques. Le marché mondial du PMMA est estimé à 4 milliards d'euros et il semble que cette nouvelle filière, facilement industrialisable, pourrait assurer 10 % des 300 millions de tonnes actuellement produites dans le monde. Voilà comment la fin du pétrole inspire les chercheurs et les industriels...

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Thore Rohwerder (à gauche) et Roland Müller devant une boîte de Pétri, où des bactéries ont révélé une nouvelle manière de produire du plastique. © Klaus-D. Sonntag/fotoplusdesign
Thore Rohwerder (à gauche) et Roland Müller devant une boîte de Pétri, où des bactéries ont révélé une nouvelle manière de produire du plastique. © Klaus-D. Sonntag/fotoplusdesign
http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/plastique-sans-petrole-des-bacteries-montrent-la-voie_17549/

Publié par Scorfa à 14:58:59 dans TECHNIQUE | Commentaires (0) |

Couleur | 05 décembre 2008

http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/matiere-4/d/la-couleur-et-ses-mysteres_757/c3/221/p1/

Nous vivons dans un monde en couleurs. La nature et le vivant nous émerveillent par la variété des effets colorés qu'ils offrent. L'art s'en est inspiré, la mode, et de nos jours, le marketing.  La couleur, si elle nous apparaît toujours comme naturelle, est devenue un enjeu économique avec le développement de matériaux et de produits jouant avec ses effets. Ce développement s'accompagne d'une activité de recherche importante. Enfin, en amont, la perception colorée, à travers le processus psychophysique qui est mis en œuvre, est l'objet d'intenses recherches.

Empereurs byzantins "nés dans la pourpre", rouge écarlate du manteau du Christ, fabuleux "pays de cocagne" où l'or bleu du pastel en coques assure indéfiniment la prospérité générale... La pourpre, le kermès et le pastel, trois teintes mythiques entre toutes, profondément inscrites dans le patrimoine culturel des civilisations méditerranéennes, ont été choisies comme exemples pour illustrer les acquis de recherches pluridisciplinaires récentes sur l'histoire et l'archéologie de la production des colorants.


Irisation d'opale

Une exposition internationale a eu lieu au Musée des beaux-arts de Carcassonne (1999-2000) puis au Centre de documentació i Museu tèxtil de Terrassa, près de Barcelone (2000) sur le thème de l'importance culturelle et économique de colorants extraits du monde vivant.


Quartie de la Boca, Buenos Aires Argentine

C'est la rencontre avec un dossier du CNRS (CNRS Info 391) sur cette exposition et le « Traité de la couleur » (publication des Presses polytechniques et universitaires romandes  - 2001), ouvrage désormais incontournable, qui m'a incitée à vous proposer ce dossier sur les couleurs.....

Sommaire
  1. La couleur et ses mystères
  2. Les couleurs
  3. Le cercle chromatique
  4. Couleurs : atlas et modèles
  5. Les colorants de synthèse
  6. Les colorants minéraux
  7. Les colorants organiques
  8. Les ocres, colorants minéraux
  9. Les cochenilles, colorants animaux
  10. La garance voyageuse et le rouge, colorants végétaux
  11. Les enluminures et le livre de Kells
  12. Les tissus et la tapisserie de Bayeux
  13. Les grands vitraux : Chartres, Notre-Dame de Paris...
  14. La couleur des oiseaux
  15. La recherche actuelle : quelques exemples
  16. Bibliographie

Publié par Scorfa à 10:26:21 dans TECHNIQUE | Commentaires (0) |

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