Tout feu, tout flamme

"L'âme du diamant est la lumière." Joseph Joubert

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Bonjour,

Aujourd'hui : "Tout feu, tout flamme"

Où l'on ne verra plus jamais les bougies d'anniversaire de la même façon.

Dr Wuzong Zhou, photo : Alan Richardson / Université de St Andrews / PA Wire

2011, Écosse. Assis à son bureau, Wuzong Zhou fixe la flamme vacillante de la bougie placée devant lui… Mais à quoi peut bien penser le chimiste ?

À la science, bien sûr ! Il essaye de résoudre un mystère qui passionne les scientifiques depuis des années : que contient la flamme d’une bougie, pour avoir un tel éclat ?

Flamme de bougie, photo : David Monje
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Et si la réponse n’est pas évidente, c’est tout simplement parce qu’une flamme, c’est chaud, 1000 °C en moyenne. À cette température, les molécules qui s’y forment sont très vite détruites. Mais cela ne décourage pas notre chimiste, bien déterminé à relever ce défi !

Pour ce faire, il met au point une technique d’échantillonnage révolutionnaire. Il utilise des feuilles d’oxyde d’aluminium (un matériau qui résiste aux fortes températures) qu’il place à différents endroits de la flamme.

(a) image en microscopie électronique à balayage d'une feuille d'oxyde d'aluminium (AAO) après la collecte de particules de suie; (b) représentation des différentes insertions des AAO; (c) schéma d'une AAO avec un cerclage d’aluminium; (d) schéma montrant que seules les plus petites particules de suie traversent les pores des AAO, Chem. Commun., 2011
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Ces feuilles sont percées de minuscules trous, d’une taille inférieure au diamètre d’un cheveu, qui agissent comme un filtre pour trier et recueillir les particules. Il peut alors les analyser avant qu’elles ne disparaissent.

Et c’est avec surprise que Wuzong Zhou y découvre des millions de... diamants ! Il découvre qu’une bougie enflammée en crée 1,5 million… chaque seconde.

Image en microscopie électronique en transmission des nanoparticules au milieu de la flamme de bougie : (a) particules sphériques; (b) sphères graphitiques avec des nanoparticules de diamant (indiquée par une flèche); (c) une nanoparticule de diamant; (d) particules de fullerène (indiquées par des flèches), Chem. Commun., 2011
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Lorsqu'une bougie brûle, sa combustion produit des molécules de carbone, qui peuvent s'associer pour former quatre types de molécules : le graphite (en forme de feuillet), le fullerène (qui ressemble à un ballon de foot), le carbone amorphe (sans forme définie) et le diamant (un cristal parfait).

Bien que ces quatre formes se créent normalement dans des conditions bien différentes, on les retrouve toutes dans la flamme de la bougie.

Gâteau d'anniversaire avec des bougies, photo : Annie Spratt
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Cette découverte surprenante pourrait améliorer la fabrication très coûteuse des diamants synthétiques ! En attendant, lors de votre prochain anniversaire, pensez au trésor contenu dans vos bougies avant de tout balayer d’un seul souffle.