Passeport Recherche 2019
au Lycée David d'Angers
Les nanoparticules dans l’Histoire
De nos jour, les nanoparticules sont de plus en plus présentes dans notre vie et dans l’industrie et sont sujettes à la controverse. Mais bien que leur découverte date d’il y a moins d’une cinquantaine d’années, est ce vraiment le cas de leur utilisation?
Je vous présenterai donc quelques exemples de leur utilisation bien avant leur découverte, dans plusieurs régions du monde.
Pour commencer, nous parlons de la coupe de lycurgue.
La coupe de Lycurgue est une merveille de l’artisanat
datant d’environ 400 après J-C. A première vue, la coupe
vert-pâle ne présente rien de spécial à part la finesse
de ces illustrations, mais lorsque l’on éclaire la coupe
par derrière, il se produit un phénomène impressionnant
et celle-ci se met à changer de couleur pour devenir
d’un rouge intense.
Cet effet n’est pas anodin : il est dû au fait que le
verre contient des nanoparticules en alliage d’or et
d’argent, distribuées de manière à ce qu’elles paraissent
vertes quand la lumière est réfléchie, et d’un rouge
brillant quand elle traverse la coupe. Mais la
proportion de ces métaux dans le verre doit être
incroyablement faible et précise pour occasionner cet effet : de l'ordre de 330 atomes (pour l'argent) à seulement 40 (pour l'or) par million d'atomes de verre .
Il paraît évident que les romains n'avaient aucun moyen de contrôler directement le verre à cette échelle, ni d'ajouter des proportions aussi infimes de particules d'or et d'argent. La technique consistait donc sûrement à les diluer de manière répétée dans le verre. Ils étaient hautement qualifiés mais ne savaient pas qu’ils travaillaient à l’échelle nanoscopique et développaient les matériaux par tâtonnement, sans connaître exactement les processus qui ont lieu au sein des solides.
Des traces de nanoparticules datant de la même époque ont aussi été retrouvées dans un pigment utilisé par les anciennes civilisation maya et appelé bleu maya. Cette couleur était utilisée pour décorer et représenter le dieu de la pluie,et donc tous les objets qui lui étaient sacrifiés étaient repeints de cette couleur. Mais le bleu maya a quelques propriétés plutôt étonnantes. Pour commencer, la couleur bleue était quasiment absente de la nature et donc celle ci était composée d’une plante appelé indigo et de fine argile blanche alliant ainsi l’organique et l’inorganique dans le même matériaux. De plus le bleu maya est très stable, résistant à l’eau et aux intempéries et ne frotte pas. Ces propriétés viennent de pigments nanostructurés hybrides stables qui sont des matériaux nanoporeux dans lesquels il est possible d’injecter différentes teintures colorées.
Pour finir nous allons partir en orient pour découvrir les lames de damas .
Les armes équipées de lames de Damas furent découvertes par les Européens lors des Croisades, et furent longtemps considérées comme les meilleures du monde.
Pour réaliser ces armes, les forgerons utilisaient un acier spécial inventé en Inde et importé de ce continent sous forme de lingots appelée wootz, ayant une forte teneur en carbone.
Les métallurgistes et les forgerons européens les plus habiles furent incapables de reproduire les armes islamiques, même après en avoir ramené des modèles et après les avoir observé en détail.
Mais hélas, avant que l’on puisse découvrir leur secret, il y a 200 ans, le procédé de fabrication des lames de Damas a été perdu, dans leur pays d'origine lui-même : les experts s'accordent généralement sur le fait qu'aucune épée de Damas de bonne qualité n'a plus été forgée en Orient après le début du XIXe siècle .
Mais heureusement, en 1991, un scientifique allemand a découvert le secret de l’exceptionnel dureté et tranchant de ces lames : En effet il se trouve que ces propriétés venaient de nanostructures de carbone formées à l’intérieur du métal.
Bien que les nanoparticules étaient utilisées par les anciennes civilisations, nous avons pu voir que leur maîtrise était loin d’être parfaite et qu’elles n’avaient pas vraiment conscience de ce qu’elles faisaient.
Nathan OTT