Couleurs du Nano-Monde

Que ce soit pour nager sans effort, marcher sur l’eau, adhérer aux surfaces, ramper, résister aux chocs, éviter la surchauffe ou se protéger du soleil, les êtres vivants ont évolué pendant des centaines de millions d’années en élaborant des solutions/structures « nanométriques » (à l’échelle du millionième du millimètre !) leur permettant de s’adapter à leur environnement, survivre et assurer la continuité de leur espèce. La nature et ses « nanostructures » sont pour les chercheurs une véritable source de solutions technologiques originales : on parle alors de bio-inspiration ou de biomimétisme. Parmi de nombreux exemples, des physiciens, biologistes et entomologistes s’intéressent particulièrement à la matière « nanostructurée » des ailes du papillon Morpho, qui génère des propriétes optiques et colorimétriques exceptionnelles. L’étude plus générale (et la compréhension du fonctionnement) de ce type de structures dites « photoniques » débouchent sur des applications concrètes dans les domaines de la communication, de la santé, de l’énergie, de l’éclairage, de l’astronomie, de l’usinage laser, …

Documents

Les documents ci-dessous sont à votre disposition, consultez les pour avoir toutes les informations nécessaires à votre inscription.

L’atelier Couleurs du Nano-monde s’intéresse plus particulièrement aux processus qui permettent de produire la couleur dans la nature, à savoir les pigments et la structure de la matière. Les élèves s’interrogent sur ce qu’y a-t-il de « nano » dans la couleur des objets. Les couleurs font partie de notre quotidien, elles sont présentes partout, mais à quoi sont-elles dues ? L’origine des couleurs est-elle chimique, physique/structurelle ou les deux ? Cet atelier s’adresse actuellement aux élèves du CE2 à la 6e. Le parcours « Collège » est en cours de conception.

Pour voir la couleur d’un objet, trois éléments interviennent : la lumière, l’objet et nos yeux. En analysant chacun de ces éléments séparément et en observant des objets de taille centimétrique jusqu’aux objets nanométriques, les élèves comprennent que la couleur d’un objet est non seulement liée à sa composition (les pigments) mais aussi à sa structure atomique.

Les élèves, répartis en petits groupes, décomposent la lumière du soleil, mélangent les « couleurs lumières » (en opposition aux « couleurs peintures ») et éclairent des objets de différentes couleurs avec des lumières de différentes couleurs.

Pour comprendre que la couleur d’un objet provient de sa composition, les élèves réalisent la chromatographie des feuilles des plantes. Ils comprennent que chaque pigment est associé à une couleur.

Pour comprendre que la couleur d’un objet provient aussi de sa structure (motifs microscopiques qui se répètent, alternance de matériaux, …), les élèves étudient les ailes du papillon Morpho et découvrent, par exemple, que sous certaines conditions, la couleur des ailes change.

Les élèves effectuent de nombreuses expériences, notent leurs observations dans un carnet, comme les chercheurs. Ils effectuent des grossissements et des mesures d’objets à l’aide de microscopes USB mais aussi à partir d’un microscope électronique. La couleur devient prétexte à la notion d’échelles et à l’introduction au monde nanométrique.

  •  [© VF 2016]
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Conception et animation

  • DARRIGRAND Romain

    Doctorant en 2ème année à l’Institut Gustave-Roussy IGR (INSERM, Université Paris-Sud)

  • NGOM Sokhna Mery

    Doctorante en 2ème année au Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies C2N site de Marcoussis (Université Paris-Sud, CNRS).

  • REUZÉ Sylvain

    Doctorant en 3ème année à l’Institut Gustave-Roussy IGR (INSERM, Université Paris-Sud)

  • doctorant en cours de recrutement

  • Responsable :

    CAZIN Hugues

    Chargé de projet en médiation scientifique au Labex Nano-Saclay. Référent Couleurs du nano-monde.

Anciens doctorants MISS : cliquez ici.

Inscription

Si cet atelier vous intéresse, rendez-vous à la page « Participer » où vous trouverez toutes les informations utiles.

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