Les pigments à "nanocharges"
Placer une
charge dans une peinture est souvent
problématique. Les plus belles en termes de transparence et d'absence de
coloration sont malheureusement cristalloïdes
et provoquent des accidents picturaux. Une invention change cette donnée par
une construction "nanotechnologique".
Il s'agit d'obtenir un agencement de ce type :
...à une échelle
nanométrique.
Les pigments sont fabriqués en recouvrant des billes de
silice par une couche homogène de pigment.
Avantages annoncés : les particules sont très homogènes en taille, elles ne
s'agrègent pas et se dispersent mieux dans les mediums.
Le procédé :
La synthèse des particules de silice est effectuée par la
méthode dite de Stöber. On obtient des billes de 0,25µm de taille très
régulière. On prépare typiquement 15 ml d'eau déionisée (éventuellement
distillée, ça peut suffire) avec 7,8 ml de tétra-éthoxysilane et 15 ml d'ammoniaque à 25%. On
verse ce mélange dans 162 ml d'éthanol et on
remue à température ambiante pendant trois heures. On sépare les billes de la
solution de synthèse par centrifugation et on les lave trois fois avec de
l'éthanol pur.
Les billes sont ensuite recouvertes avec différents sels
métalliques, ce qui permet d'obtenir différentes couleurs. Par exemple, pour
déposer de l'oxyde de chrome, on mélange 10 millimoles de nitrate de chrome
hydraté dans un mélange eau/alcool (1 volume d'eau pour 7 d'alcool)
contenant de l'acide citrique. Il faut deux moles d'acide citrique par mole
d'ions métalliques (donc 20 millimoles ici). On ajoute ensuite un polymère,
le polyéthylène glycol, de masse molaire 10 000) et on remue pendant une
heure. On ajoute ensuite les billes de silice et on remue pendant trois
heures. On sépare à nouveau les particules par centrifugation, on sèche à
100°C pendant 1 heure, on recuit à 500°C pendant deux heures, puis on
chauffe rapidement à 600°C. On recommence plusieurs fois tout le cycle pour
augmenter l'épaisseur de la couche pigmentaire déposée sur la silice.
L'utilisation :
Elle est plutôt prometteuse étant donné la transparence de
la silice. Reste la question du coût de mise en oeuvre de cette
nanotechnologie. Les couleurs sont de bonne qualité, et les auteurs (Cuikun
Lin, Yinian Li, Min Yu, Piaoping Yang, Jun Lin) disent qu'il pourrait être
économiquement rentable d'utiliser ces particules où seule la surface des
grains est colorée plutôt que des pigments "massifs" plus onéreux. Un
argument à resituer cependant dans le domaine exclusif des charges où des
concurrents colloïdes - certes moins incolores -
existent déjà.
L'avenir tranchera.
Avec une très
importante contribution de Jean-Louis
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