Des physiciens de l'uni de Fribourg sont parvenus à fabriquer une nouvelle classe de matériaux non-cristallins dont la couleur est déterminée par la structure.
Ces matériaux capables d'influencer la propagation de la lumière de manière ciblée ouvrent des perspectives intéressantes en optique ou dans les laques automobiles par exemple.
A partir de cylindres microscopiques en plastique et en utilisant une imprimante 3D à très haute définition, l'équipe du Pr Frank Scheffold a réussi à fabriquer un réseau aléatoire particulier. Cette nouvelle classe de matériaux non-cristallins (amorphes) est caractérisée par le fait que les cylindres ne forment pas une structure ordonnée mais un motif irrégulier, a indiqué jeudi l'UNIFR.
Les modèles en plastique obtenus ont ensuite été recouverts avec du silicium et mesurés optiquement. Les chercheurs sont parvenus à observer une réflexion diffuse accrue sur la partie du spectre infrarouge de la lumière avec, parallèlement, une forte diminution de la transparence, selon ces travaux publiés dans la revue «Advanced Optical Materials».
Couleur sans pigments
De nombreux objets paraissent colorés parce qu'ils absorbent une partie de la lumière du soleil. En absorbant les rayons lumineux, les pigments de couleur les transforment en chaleur. Le noir et le blanc ne sont pas des couleurs: les objets noirs absorbent la lumière sur l'ensemble du spectre visible et deviennent chauds au soleil, tandis que les objets blancs en reflètent la totalité de manière diffuse.
Des structures micro- ou nanoscopiques peuvent restreindre ce type de réflexions à un domaine précis du spectre lumineux. Dans ce cas, seule la lumière d'une couleur spécifique sera reflétée et l'objet paraît alors coloré. Aucun pigment n'est nécessaire et les couleurs ayant une origine structurelle ne se décolorent pas.
Ce phénomène est très commun dans la nature: ailes de papillon, coléoptères colorés ou plumes d'oiseau multicolores. Les couleurs scintillantes des pierres précieuses, comme les opales, sont également constituées de telles nanostructures. C'est l'ordre cristallin régulier de sphères microscopiques qui est responsable du phénomène.
Emballages, laques automobiles, cosmétiques ou encore le traitement et la transmission de données optiques pourraient profiter de cette découverte scientifique. Dans ces domaines, éviter le reflet et le scintillement ainsi que la forte dépendance à l'angle de vue, présenterait une réelle avancée.