A travers les merveilles de la chimie, les molécules peuvent être réarrangées pour transformer complètement la couleur. Crédit :Erick Leite Bastos, CC BY-SA
Quelle est ta couleur préférée? Si vous avez répondu bleu, vous êtes en bonne compagnie. Le bleu surpasse largement toutes les autres préférences de couleur dans le monde.
Peu importe à quel point les gens aiment le regarder, le bleu est une couleur difficile à exploiter dans la nature. En tant que chimiste qui étudie la modification des produits naturels pour résoudre des problèmes technologiques, J'ai réalisé qu'il y avait un besoin pour un coffre-fort, non toxique, colorant bleu économique. Alors mon doctorat. étudiant, Barbara Freitas-Dörr, et j'ai conçu une méthode pour convertir les pigments des betteraves rouges en un composé bleu qui peut être utilisé dans un large éventail d'applications. Nous l'appelons BeetBlue.
Sources naturelles de bleu
Le bleu est fortement associé à la nature, en grande partie parce qu'il se reflète dans le ciel et sur les plans d'eau. Mais comparé à d'autres couleurs, les pigments bleus ne sont pas couramment trouvés dans les organismes vivants.
Les plumes de nombreux oiseaux sont bleues, non pas parce qu'ils produisent un pigment, mais parce que la structure microscopique de leurs plumes est capable de filtrer la lumière. Ce phénomène physique est très intéressant mais difficile à adopter pour des applications courantes.
Les plantes produisent rarement des teintes bleues. Quand ils le font, leurs pigments restent rarement stables après extraction. La même chose est vraie pour les champignons bleus comme la calotte laiteuse indigo et d'autres espèces qui développent une tache bleue lorsqu'elles sont dérangées.
Le champignon Lactarius indigo est l'un des rares exemples de bleu de Mère Nature. Crédit :Alan Rockerfeller/Mushroom Observer, CC BY-SA
Passer du rouge au bleu
Vous pourriez vous demander comment quelque chose de rouge peut être transformé en quelque chose de bleu. Une approche consiste à changer la façon dont ses molécules absorbent et réfléchissent la lumière.
La lumière blanche provenant de votre lampe contient un arc-en-ciel de couleurs, même si vous ne pouvez pas les voir - sans l'utilisation d'un prisme, C'est. La surface de votre chaise rouge a l'air rouge parce que, au niveau moléculaire, il absorbe toutes les couleurs sauf le rouge, qui se reflète et atteint finalement vos yeux.
La couleur de votre chaise passerait du rouge au bleu si vous modifiiez la structure moléculaire de son colorant, en le faisant réfléchir la lumière bleue au lieu du rouge. Le secret réside dans le nombre d'atomes de carbone dans le colorant et dans la façon dont ils sont connectés les uns aux autres.
Les betteraves produisent des composés chimiques appelés bétalaïnes, qui sont des pigments naturels et des antioxydants. La structure chimique des bétalaïnes peut être modifiée pour produire presque n'importe quelle teinte. Nous avons réalisé que si nous augmentions le nombre de liaisons simples-doubles alternées dans les molécules de bétalaïne, nous pourrions changer leur couleur de l'orange ou du magenta au bleu.
En changeant la structure des composés moléculaires, vous pouvez modifier la couleur. Crédit :Erick Leite Bastos, CC BY-SA
Faire un colorant bleu avec une intensité et une résistance à la lumière adéquates est difficile car il doit absorber efficacement la lumière jaune et orange. La résolution de ce problème a nécessité de nombreux ajustements moléculaires.
Mon laboratoire travaille avec les bétalaïnes depuis plus de 10 ans pour comprendre leur fonction dans la nature et leurs caractéristiques chimiques uniques, il n'a donc fallu qu'une seule expérience pour produire BeetBlue. (Il a fallu plus de deux ans pour optimiser le processus, bien que.)
Nous avons séparé les molécules de bétalaïne en utilisant de l'eau alcaline avec un pH de 11. Ensuite, nous avons mélangé le composé résultant, appelé acide bêtalamique, avec un composé chimique commercial appelé 2, 4-diméthylpyrrole dans un récipient ouvert à température ambiante. BeetBlue se forme presque instantanément.
Parce que nous avons changé la liaison chimique caractéristique carbone-azote des bétalaïnes en une liaison carbone-carbone, BeetBlue est une nouvelle classe de colorants pseudo-naturels que nous appelons quasibétalaïnes.
Colore ta vie en bleu
La synthèse chimique de BeetBlue est rapide et très simple. En réalité, c'est si simple que n'importe qui peut le faire si tous les produits chimiques sont disponibles.
BeetBlue se dissout facilement dans l'eau et d'autres solvants, conserve sa couleur dans les solutions acides et neutres, et peut fournir une alternative aux colorants bleus coûteux qui contiennent souvent des métaux toxiques, qui limitent le champ de leurs applications.
Les embryons vivants de poisson zèbre ainsi que les cellules humaines en culture n'ont pas été affectés par BeetBlue. Bien que d'autres expériences soient nécessaires pour s'assurer qu'il est sans danger pour la consommation humaine, peut-être que tu peux te teindre les cheveux, personnalisez vos vêtements ou colorez vos aliments à l'avenir en utilisant une teinture à base de betteraves.
Ce travail montre l'importance de la science fondamentale pour le développement d'applications technologiques. Nous n'avons pas breveté BeetBlue. Nous voulons que les gens l'utilisent librement et comprennent, en interagissant avec la nature de manière différente et durable, l'avenir peut être radieux.
Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original. 
