Les scientifiques ne peuvent pas techniquement créer une nouvelle couleur, mais ils peuvent créer de nouveaux matériaux qui réfractent et absorbent la lumière d'une nouvelle manière. En 2009, le chimiste de l'État de l'Oregon Mas Subramanian et son équipe de recherche ont découvert un moyen de produire un toute nouvelle teinte de bleu. C'est la première fois qu'il est synthétisé en laboratoire depuis plus de 200 ans. La dernière découverte de bleu a été bleu cobalt, créé par le chimiste français Louis Jacques Thenard en 1802.
Le tout nouveau bleu de Subramanian a été baptisé YInMn Bleu. Le nom vient de l'yttrium, de l'indium et du manganèse, qui sont les éléments qui composent le pigment. L'équipe de l'État de l'Oregon a fait cette découverte par hasard. Ils étudiaient les propriétés électriques des oxydes de manganèse.
"Nous avons fabriqué une série de composés en combinant des oxydes de trois éléments : l'yttrium (blanc), l'indium (jaune) et le manganèse (noir), et nous avons chauffé les mélanges à des températures très élevées de 1 250 Celsius, soit 2 300 Fahrenheit, pour étudier leurs propriétés magnétiques", explique M. Subramanian. Les résultats de ces expériences n'ont pas été à la hauteur des attentes. "L'étudiant a retiré les échantillons du four et ils sont apparus sous la forme de poudres bleues d'une intensité stupéfiante. Imaginez ma surprise, car nous avions commencé avec des matériaux de couleur blanche, jaune et noire".
Sachant qu'il ne suffit pas de mélanger deux pigments pour obtenir une nouvelle couleur, et n'ayant jamais vu un bleu aussi vif au cours de ses 35 années de recherche, M. Subramanian a immédiatement compris qu'il s'agissait d'une percée importante.
La couleur bleue a toujours été recherchée. En raison des difficultés d'extraction de la couleur bleue à partir de matériaux naturels, on pense qu'il s'agit du premier pigment synthétique fabriqué par l'homme. Égypte ancienne au troisième millénaire avant J.-C. Le bleu reste la couleur que les scientifiques ont le plus de mal à synthétiser et il est notoirement instable en tant que composé inorganique. Mais la chose la plus surprenante à propos du bleu est probablement qu'il n'existe pas dans le monde naturel.
Le ciel, l'océan, les cloches bleues, les plumes de certains oiseaux et les yeux peuvent certes sembler bleus, mais, comme l'explique M. Subramanian, "ils ne contiennent aucun pigment réel". Les nuances de bleu naturelles ne sont pas bleues comme les feuilles sont vertes ou les coquelicots rouges. Leur couleur provient d'une astuce de structure. Contrairement aux rouges, aux bruns et aux jaunes, il est impossible de broyer du bleu et de le mettre sur la toile. C'est pourquoi l'équipe de l'université d'État de l'Oregon savait qu'elle tenait là quelque chose d'important avec YInMn Blue.
La formation cristalline du bleu YInMn le rend supérieur aux autres compositions de pigments inorganiques. Il est stable, résistant aux acides et aux alcalis, durable, résistant à la chaleur et aux UV et non toxique. Contrairement à d'autres bleus, il ne se décolore pas avec le temps. C'est cette vivacité qui rend le bleu YInMn particulièrement attrayant pour les artistes et les designers. Il est particulièrement utile pour la restauration d'œuvres d'art, car il s'agit d'un ton similaire au bleu outremer, un pigment traditionnellement utilisé en peinture, mais le bleu YInMn durera beaucoup plus longtemps.
Via le département de chimie de l'État de l'Oregon : "La formule chimique du bleu YInMn est YIn1-xMnxO3. Ces compositions adoptent une structure cristalline dans laquelle le chromophore responsable de la couleur bleue intense (Mn3+) réside dans le site bipyramidal trigonal (représenté en bleu)."
La couleur peut également être utilisée à des fins industrielles uniques. M. Subramanian explique que la capacité du bleu YInMn à réfléchir la chaleur "est un avantage, car elle peut réduire le coût du refroidissement des bâtiments et des voitures". Utilisé dans les toitures, par exemple, ce nouveau bleu pourrait jouer un rôle important dans l'efficacité énergétique et les technologies de chauffage respectueuses de l'environnement.
Le passage de ce pigment du laboratoire au marché nécessite encore des tests et des ajustements supplémentaires, et c'est là qu'intervient la Commission européenne. La société Shepherd Color entre en scène. Spécialisée dans les composés colorés inorganiques de haute performance, elle a la capacité, l'expérience et la technologie nécessaires pour produire la couleur à grande échelle. Actuellement, Shepherd teste encore le bleu YInMn pour en déterminer les niveaux de toxicité et attend l'approbation de l'EPA avant de rendre la couleur disponible à grande échelle.
Mark Ryan, directeur marketing de Shepherd Color Company, explique les derniers développements dans l'industrie : "Nous avons breveté les pigments jaunes NTP (Niobium Tin Pyrochlore) il y a quelques années pour remplacer le chromate de plomb. Il s'agit vraiment d'une invention incroyable en raison de sa durabilité, de sa chromaticité et de son opacité". Ryan nous dit également que le jaune n'est pas la seule couleur à être modernisée. "En raison des restrictions chimiques européennes REACH, nous avons acheté de nouveaux pigments verts qui réduisent l'exposition aux composés de plomb et de chrome."
Pour rester en phase avec les normes et réglementations industrielles, les instituts de recherche et les entreprises de couleurs comme TSCC et Pantone investissent d'innombrables heures dans la recherche et le développement de moyens d'améliorer les composés existants. Le pigment idéal est celui qui est thermiquement stable, chimiquement inerte, non toxique, non cancérigène et toujours vibrant. En appliquant à d'autres composés la même structure bi-pyramidale trigonale solide et stable que le bleu YInMn, l'équipe de recherche de l'université d'État de l'Oregon a réalisé des progrès passionnants dans ce domaine.
"Nous avons créé d'autres couleurs", explique M. Subramanian. "En remplaçant le fer par du manganèse, nous avons obtenu de l'orange, en remplaçant le manganèse par du cuivre, nous avons obtenu du vert et en remplaçant l'indium par du titane et du zinc, nous avons obtenu du violet.
Après le bleu, la recherche d'un pigment rouge parfait est une sorte de Saint Graal dans l'industrie de la couleur. "Actuellement, nous recherchons un pigment rouge stable et non toxique. Les pigments rouges inorganiques utilisés actuellement ne sont pas très stables et contiennent souvent des éléments toxiques tels que le cadmium, le plomb et le mercure".
L'équipe de M. Subramanian travaille à la création d'un oxyde rouge comme le bleu YInMn, avec certaines lacunes énergétiques entre les atomes de carbone. Un rouge idéal serait, comme ce nouveau bleu, moins toxique et pourrait également être utilisé dans le secteur de l'énergie. Dans un avenir proche, nous entendrons peut-être parler d'un nouveau rouge de cadmium ou de vermillon qui permettra de chauffer les maisons plus efficacement. Entre-temps, nous pouvons attendre que le bleu YInMn arrive sur le marché commercial. Crayola a récemment annoncé qu'elle lancerait un nouveau bleu YInMn. YInMn Crayon bleu dans le courant de l'année.
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