LUMINESCENCE

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Bioluminescence

Bioluminescence
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Diagramme d’énergie d’un atome représentant les niveaux électroniques.

Diagramme d’énergie d’un atome représentant les niveaux électroniques.
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Schéma de bandes d’un cristal

Schéma de bandes d’un cristal
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde

Spectre d’absorption et d’émission de fluorescence en fonction de la longueur d’onde
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Matériaux fluorescents

Les matériaux qui sont fluorescents sont appelés « fluorophores ».

On peut observer la fluorescence chez certains minéraux : ainsi la couleur rouge particulièrement brillante du rubis est due à sa fluorescence provoquée par la lumière naturelle (en l’absence de cet effet, il serait plutôt rose à cause de l’absorption de la lumière verte par les ions chrome). D’autres minéraux sont fluorescents lorsqu’ils sont éclairés par de la lumière ultraviolette : ainsi, par exemple, les concrétions des grottes sont mises en valeur par la « lumière noire ».

Le plus grand nombre de fluorophores se comptent chez les molécules organiques. La plupart sont des composés aromatiques, c’est-à-dire qu’ils comportent un noyau phényl (six carbones assemblés en hexagone comme dans le benzène). Plus le nombre de noyaux phényl est élevé, plus la fluorescence est efficace et déplacée vers la partie rouge du spectre. On trouve, par exemple, ces molécules dans le pétrole brut qui est très fluorescent (éclairé en lumière ultraviolette). Un des plus connus est la fluorescéine, synthétisée par Adolf von Baeyer en 1871. Ces composés sont utilisés dans de nombreuses applications dont nous verrons quelques exemples.

Plus récemment, grâce aux nanotechnologies, de nouveaux fluorophores ont été mis au point : il s’agit de nanocristaux de semiconducteurs dont la particularité est de présenter une fluorescence dont la longueur d’onde varie avec la taille. Par rapport aux composés organiques, ces derniers présentent l’avantage de ne pas se dégrader sous l’action répétée de la lumière d’excitation.

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Pour citer l’article

Séverine MARTRENCHARD-BARRA, « LUMINESCENCE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 21 août 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/luminescence/