En quoi les progrès de la chimie ont ils influencé l'histoire des pigments bleu indigo de l'Antiquité à nos jours ?
La couleur provient des longueurs d’onde qui n’ont pas été absorbées par la matière, donc la couleur de l'indigo est liée aux longueurs d'onde que la molécule absorbe.
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Comment l’indigo absorbe-t-il les longueurs d’onde?
L’indigo est une molécule organique; elle comporte des atomes de carbone et d’hydrogène liés entre eux.
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Les molécules organiques qui présentent au moins sept liaisons doubles conjuguées (alternant liaisons simples et doubles) constituent un chromophore : elles absorbent des longueurs d'onde visibles et sont donc colorées. L’indigo possède neuf liaisons conjuguées et est coloré.
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Les électrons se déplacent à l’intérieur d’un chromophore; ils forment un nuage électronique délocalisé pouvant entrer en résonance avec les photons du rayonnement incident et ainsi les absorber. Ce sont les électrons qui sont responsables de l’absorption des longueurs d’onde.
Plus un électron est excité plus il entrera en résonance avec des photons de forte énergie / des longueurs d'onde énergétiques (comme le montre le schéma ci-dessous).
Les noyaux benzéniques (les cycles aux extrémités de la molécule) de la molécule d’indigo ne sont que faiblement associés à l’effet chromophore : la partie centrale de la molécule d’indigo est directement responsable de l’absorption des longueurs d’ondes.
L'atome d'oxygène électroattracteur attire les électrons de la chaîne de liaison conjuguées, l’azote se comportant ici comme électrodonneur. Cela crée alors un nuage électronique délocalisé, qui peut entrer en résonance avec le rayonnement incident et ainsi l’absorber.
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Un électron n’absorbera que les rayonnements électromagnétiques qui ont exactement l'énergie nécessaire pour se déplacer et donc uniquement ceux d’une longueur d’onde précise.
Nous avons effectué une spectrophotométrie de carmin d'indigo. Cette molécule prend des couleurs différentes selon le pH du milieu : il y a donc une marge d'erreur d'environ 50 nm par rapport à une spectrophotométrie d'indigo. Elle nous indique que les électrons sur la molécule d'indigo absorbent les longueurs d’onde autour de 650 nm, c’est-à-dire autour du jaune, et diffusent celles entre 450 et 550 nm et entre 720 et 800 nm. C’est pourquoi la molécule apparaît bleu foncé.
La couleur de la molécule varie en fonction de la lumière incidente et de l’observateur, mais ne s’est pas modifiée à travers les années. Ce n’est donc pas les progrès chimiques en eux-mêmes qui ont influencé la couleur des pigments bleu indigo.
Acquisition par spectrophotométrie de solution de carmin d’indigo synthétisé dans de l'éthanol
Molécule d'indigo
Relation entre les longueurs d'onde du rayonnement incident (en nm)
et leur énergie (en eV)