Par Kevin Lee | Mis à jour le 30 août 2022
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De la lueur lumineuse des coléoptères cucujo d'Amérique du Sud à l'éclat radieux des feux d'artifice, les réactions chimiques alimentent une gamme éblouissante de sources de lumière, à la fois vivantes et artificielles.
Au cœur de chaque photon se trouve un principe simple mais puissant :lorsqu’un électron dans un atome absorbe de l’énergie, il passe à un état excité; en retombant à son état fondamental, il libère cette énergie sous forme de lumière visible. Ce processus est à la base de tout, des lampadaires aux bougies. Dans les appareils artificiels, une batterie fournit l'énergie nécessaire, tandis que dans les organismes bioluminescents, la lumière est produite chimiquement.
Les lucioles, les coléoptères cucujo et d'innombrables micro-organismes marins comme les dinoflagellés exploitent la biochimie pour briller. Le cœur de ce système est une réaction à deux composants :un substrat de luciférine réagit avec une enzyme luciférase, libérant des photons. Certaines espèces utilisent des photoprotéines, différentes enzymes qui déclenchent l'émission de lumière lorsque les ions calcium se lient. Le résultat est un éclairage propre et économe en oxygène qui a évolué sur des millions d'années.
Les bâtons lumineux traduisent la même chimie en un jouet portable. Le bâton typique contient un ester de phényloxylate, du peroxyde d'hydrogène et un colorant fluorescent. Lors du pliage, l'ester réagit avec le peroxyde, générant des intermédiaires à haute énergie qui transfèrent de l'énergie au colorant. Le colorant excité émet alors une lueur brillante et soutenue lorsque ses électrons reviennent à l'état fondamental.
Les feux d’artifice mettent en valeur une autre voie :la chaleur. L'énergie intense d'une explosion vaporise des sels métalliques (strontium ou lithium pour le rouge, cuivre pour le bleu, par exemple), excitant leurs électrons. Lorsque ces électrons se détendent, ils émettent des couleurs caractéristiques qui éblouissent le ciel nocturne.