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pigment (chimie)

pigment (chimie)

Présentation

pigment (chimie), substance colorée, c'est-à-dire qui a la propriété d'absorber la lumière visible, mais aussi de la réémettre ou de la diffuser plus particulièrement sur une longueur d'onde bien définie, caractéristique d'une couleur donnée.

On peut regrouper les pigments en deux grandes classes : les pigments dispersifs, qui sont en général des poudres très fines de matériaux d'origine minérale, organique ou métallique, et les pigments organiques, qui possèdent un chromophore, groupement chimique ayant des propriétés particulières vis-à-vis de la lumière (voir ci-après).

Pigments dispersifs

On les introduit comme colorants sous forme dispersée dans de nombreux produits industriels, comme les matières plastiques, les peintures ou les vernis (voir Peinture et vernis). Dans ce cas, l'origine de leur pouvoir colorant n'est pas nécessairement liée à la couleur naturelle du produit, mais plutôt à la taille caractéristique des particules qu'on leur a donnée, et aux propriétés de diffusion de la lumière qui en découlent. Par exemple, le rutile est une variété d'oxyde de titane dont la couleur est d'un très beau rouge « rutilant », mais, réduit en poudre très fine, il diffuse parfaitement la lumière dans toutes les longueurs d'onde et est donc particulièrement utilisé dans l'industrie de la peinture pour obtenir des « blancs » soutenus.

Pigments organiques

Les pigments organiques comportent toujours un groupement chimique particulier, appelé chromophore, et responsable de la coloration intrinsèque du pigment. Les groupes chromophores sont en général un ensemble de cycles carbonés aromatiques et/ou des chaînes de doubles liaisons carbone-carbone « délocalisées » (voir Benzène). On distingue plusieurs grandes familles de pigments en fonction de leur type de chromophore. La position et la composition des atomes ou des groupes d'atomes voisins peuvent influencer la coloration du chromophore et donner lieu à toute une famille de composés à la gamme de couleur plus ou moins étendue.

Parmi ces grandes familles, on peut citer :

— les caroténoïdes et leurs dérivés aux colorations allant du jaune au rouge (par exemple, le carotène, le rétinol ou la vitamine A) ;

— les quinones, aux colorations allant du jaune au rouge-violet, très utilisées en teinture textile ;

— les pigments tétrapyroliques (du rouge au bleu-vert), tels que la vitamine B12, la chlorophylle des plantes ou l'hémoglobine du sang ;

— les mélanines, aux couleurs très foncées, groupe assez hétéroclite, mais où l'on retrouve par exemple la mélanine humaine, responsable de la pigmentation de la peau et du phénomène du bronzage ;

— les cyanines, ou colorants polyméthiniques, utilisés principalement dans l'industrie de la photographie.

Rôle et utilisation

Au départ, la plupart des pigments organiques étaient d'origine naturelle, synthétisés principalement par les plantes ou certains animaux. Leur rôle biologique est simple : coloration des fleurs, des carapaces de certains insectes et des crustacés, pigmentation de la peau. Ils peuvent également jouer un rôle très important dans le métabolisme : chlorophylle pour la photosynthèse, hémoglobine pour le transport de l'oxygène dans le sang, etc. De tout temps, l'homme a utilisé ces pigments naturels à des fins de décoration, mais cela nécessitait de les extraire de leur milieu d'origine. À partir de la seconde moitié du XIXe siècle, les progrès de la chimie organique ont permis de synthétiser artificiellement la plupart des colorants naturels, et même d'étendre les familles déjà connues à des applications plus spécifiques. Par exemple, on a synthétisé des colorants avec de meilleures qualités de fixation pour la teinture des tissus.

Les autres domaines d'utilisation des pigments sont la médecine et la cosmétologie. Précisons enfin qu'au cours des recherches effectuées sur les pigments, on a créé la chromatographie.