Les gens ont longtemps été captivés par des plantes exotiques comme la Reine de la nuit, une tulipe dont le chatoiement irisé a été assimilé par les scientifiques à un “clair de lune scintillant sur des bijoux royaux”.
Aujourd’hui, des chercheurs de l’Université McGill ont découvert que l’étincelle colorée de la fleur est en fait le résultat de sa structure physique et non chimique.
Une nouvelle étude publiée mardi dans The Journal of Chemical Physics décrit comment la cellulose végétale se réarrange en surfaces ridées lorsqu’elle rencontre la lumière, ce qui produit de beaux effets iridescents et le changement de couleurs. C’est notamment expliqué sur : https://fleurdecoin.ch/fleuriste-geneve/
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Cette structure est connue sous le nom de cristal photonique, rapporte Gizmodo. “Certains cristaux photoniques naturels – comme ceux que l’on trouve dans les ailes des papillons ou dans la tulipe de la Reine de la nuit… diffusent la lumière de façon sélective, un peu comme un réseau de diffraction. L’effet est similaire à ce qui se passe lorsque la lumière frappe les minuscules sillons gravés dans un CD, provoquant des éclairs de couleur arc-en-ciel”.
La quantité de lumière absorbée par les pigments peut également jouer un rôle dans le changement de couleur de certains organismes, selon l’étude. Par exemple, “le pigment noir de mélanine présent dans la cuticule d’un coléoptère japonais absorbe la fraction de lumière diffusée par les couches internes, ce qui contribue à déterminer la couleur iridescente”.
Le rôle de la cellulose a longtemps été étudié en termes de propriétés mécaniques, a déclaré l’équipe. Alejandro Rey, l’ingénieur chimiste de l’Université McGill qui a dirigé l’étude, a dit que sa tendance à se tordre lorsque vous examinez chaque couche de cellulose était susceptible de ” donner de la force “, selon un énoncé.
“Les fibres se renforcent dans la direction où elles sont orientées “, a déclaré le professeur Rey. “Quand l’orientation tourne, on obtient une rigidité multidirectionnelle.”
Claude dePamphilis, biologiste de l’évolution végétale à la Penn State University, a déclaré à Phys.Org.
“La beauté de la fleur est un sous-produit de ce qu’il faut à la plante pour attirer les pollinisateurs “, dit-il. “Les caractéristiques que nous apprécions sont des indices pour les pollinisateurs qu’il y a des récompenses à trouver dans la fleur.”
Voulant voir comment la torsion de la cellulose affecterait l’apparence des plantes, l’équipe a conçu un modèle de calcul et a constaté que ” les hélices de subsurface causaient naturellement des rides à la surface. Les minuscules crêtes avaient une portée en hauteur à l’échelle nanométrique et étaient espacées de l’ordre du micron”.
Gizmodo rapporte :
Mais ce n’est pas seulement la torsion qui influence la couleur de certaines plantes : la quantité d’eau stockée dans ces couches de cellulose peut également affecter l’optique. Plus il y a d’eau, moins ces couches se tordent, de sorte que les crêtes qui en résultent sont plus espacées les unes des autres. Et ces espaces déterminent quelles longueurs d’onde de lumière sont diffractées (la “hauteur”). Par exemple, les variations d’humidité peuvent faire passer les longueurs d’onde de 460 nm (lumière bleue visible) à 520 nm (lumière verte visible).
Le papier est salué comme le premier aperçu de la façon dont la torsion de la cellulose peut informer plus qu’un simple comportement mécanique. L’équipe espère, par exemple, que leur modèle servira à la conception de dispositifs optiques comme les capteurs d’humidité à changement de couleur.
“Les résultats montrent que l’optique[de la cellulose cholestérique] est tout aussi excitante que les propriétés mécaniques. “Nous avons montré que cette armure peut aussi avoir des couleurs éclatantes.”