Thermochromie
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2008-07-04T09:12:31Z
BOTarate
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{{ébauche|chimie}}
La '''thermochromie''' est la capacité de certains matériaux de changer de [[couleur]] en fonction de la [[température]]. Les matériaux les plus répandues sont les [[cristaux liquides]] et les leuco dyes.
===Les cristaux liquides thermochromiques===
Les cristaux liquides thermochromiques montrent différentes couleurs à différentes températures en raison de la [[réflexion (physique)|réflexion]] sélective des longueurs d'onde spécifiques de [[lumière]] de leurs structures. Les changements de couleur (gamme de couleur réduite) s’opèrent dans une gamme de température comprise entre -10 et 12 °C. Les cristaux liquides thermochromiques passent d’une phase cristalline à basse température à une mésophase (c'est-à-dire une phase intermédiaire de matière) vers une phase liquide isotrope à haute température.
Les cristaux liquides thermochromiques sont seulement utiles lorsqu’ils sont dans la phase cristalline liquide, ce qui limite la température ambiante de leur applicabilité.
===Les microcapsules thermochromiques à base de leuco dye===
Les colorants thermochromiques sont une combinaison de leuco dyes et de substances associées qui induisent un changement de couleur (entre une forme colorée et une forme incolore) en fonction de la température. Cette combinaison de substance est utilisée sous forme micro-encapsulée. La [[microencapsulation]] a l'avantage de conserver l’intégrité chimique et la réversibilité du liquide encapsulé et de le protéger de l'environnement dans lequel il est mélangé. Cette micro-encapsulation est généralement réalisée par coacervation ou par polymérisation interfaciale. Le [[polymère]] d’encapsulation le plus répandu est la mélamine formaldéhyde.
Le choix final du type de technique et du polymère d’encapsulation dépend de l'application et des facteurs tels que la dimension particulaire, l'épaisseur de la paroi, l'imperméabilité, la stabilité thermique, et la compatibilité et l'adhérence à l’environnement de l'utilisation finale. La micro-encapsulation permet l’ajout d’une fonction thermochromique réversible à tout type de matériau comme des encres d’imprimerie, des peintures, des matières plastiques, etc.
La préparation thermochromique micro-encapsulée est formée de trois composants de base : un leuco dye, un [[acide]] faible (''color developer'') et un [[solvant]].
====Le dye====
La couleur du dye thermochromique (ou ''color former'') sont généralement des spirolactones, fluorans, spiropyranes, ou fulgides qui passent d’un état coloré à incolore en fonction du [[Potentiel hydrogène|pH]] du milieu. À pH acide, les formes protonées dominent sur les formes réduites, l’équilibre s’inverse en milieu acide.
La position de cet équilibre peut être décalée avec la température lorsque d'autres composants sont présents. Les dyes déterminent la couleur du produit final dans son état coloré. Ils sont disponibles dans quelques couleurs de base. Si l’on additionne plusieurs dyes, la couleur globale sera la combinaison de couleurs de tous les dyes. Ces dyes peuvent également être combinés avec des [[Colorant industriel|colorant]]s ou des pigments classiques. Ainsi la décoloration du dye laissera apparaître le colorant ou le pigment de base.
====Le ''Color developper''====
Un deuxième composant est utilisé comme donneur de [[proton]]s, ce sont des [[acide]]s faibles qui jouent sur l’équilibre des formes acide/basique des dyes. Ce composant donne la fonction réversible au matériau thermochromique, et est responsable de l’intensité de la couleur du produit final. Le ''color developer'' standard est le bisphénol A.
====Le solvant====
Un troisième élément compose généralement la microcapsule thermochromique. Il s’agit généralement d’un solvant polaire comme un [[Alcool (chimie)|alcool]] ou un [[ester]].
====Les températures====
Les microcapsules thermochromiques existent communément à des températures comprises entre -5 et 60 °C. Certaines sociétés ont étendu cette gamme de température de -15 à 80 °C : c’est le cas de la société GEM’INNOV (France). Les microcapsules peuvent avoir des température de réponse très précise, au degré près. Le changement de couleur s’opère dans un intervalle de 1,5 à plusieurs degrés suivant le degré de précision désiré.
====Application====
Les pigments thermochromes sont utilisés par exemple comme indicateur de gel sur les routes.
Les [[encre]]s thermochromes sont utilisées pour lutter contre la contrefaçon. Une encre thermochrome mise sur un document peut apparaître lorsqu'on essaye de photocopier le document en indiquant la mention « photocopie ». On les retrouve également sur certains moyens de paiement comme les [[tickets restaurant]] ou sur les bouteilles de [[bière]] ou de [[vin]] pour indiquer la bonne température de service.
===Liens externes===
*[http://www.geminnov.fr/ GEM'INNOV microcapsules thermochromiques]
{{Portail chimie}}
[[Catégorie : Colorimétrie]]
[[Catégorie:chromisme]]
[[de:Thermochromie]]
[[en:Thermochromism]]
[[ko:열 변색성]]
[[pt:Termocromismo]]
[[ru:Термохимические краски]]