LUMINESCENCE
Chimiluminescence, bioluminescence
Ce n’est plus l’absorption de la lumière mais une réaction chimique qui produit les molécules excitées, se désexcitant ensuite en émettant de la lumière. On parle de bioluminescence quand la réaction chimique a lieu chez un être vivant. La luciole n’est ni fluorescente ni phosphorescente, mais bioluminescente.
Un des exemples les plus quotidiens de chimiluminescence est la flamme bleue du gaz de ville : la combustion du gaz produit des espèces excitées (radicaux) qui se désexcitent en émettant une lumière bleue (la couleur n’est pas liée à la température).
Une autre réaction chimiluminescente s’observe avec le luminol. Cette molécule réagit avec l’eau oxygénée pour donner un composé qui émet de la lumière bleue. La réaction est catalysée par le fer. La police scientifique l’utilise pour révéler les traces de sang en pulvérisant une solution de luminol et d’eau oxygénée : le fer de l’hémoglobine augmente l’efficacité de la réaction, et la présence de sang est révélée par la lumière bleue. Les bâtons lumineux que l’on casse ou les colliers des fêtes en plein air reposent sur le même principe, mais la substance n’est pas du luminol.
Dans le monde vivant, les réactions chimiques de luminescence sont beaucoup plus subtiles. En simplifiant : elles font appel à une substance, qualifiée de luciférine, qui, une fois oxydée, émettra de la lumière (il en existe différentes variétés produisant différentes couleurs), et le catalyseur qui permet la réaction est une enzyme, qualifiée de luciférase. L’énergie nécessaire est apportée la plupart du temps par l’ATP, le « carburant » des cellules. Il existe plus de 700 espèces bioluminescentes, depuis les bactéries jusqu’aux lucioles en passant par les organismes marins (phyto et zooplanctons, méduses, poissons hébergeant des bactéries bioluminescentes). Les rôles biologiques de la luminescence sont la communication (notamment liée à la reproduction), l’attraction des proies et certains mécanismes de défense (faire peur aux prédateurs, les leurrer, se camoufler, etc.).
Une des applications de la bioluminescence est le dosage de l’ATP, en particulier celui des bactéries, ce qui permet d’en évaluer le nombre. On peut ainsi contrôler la stérilité des aliments, des cosmétiques, des principes actifs injectables, etc.
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Écrit par
- Séverine MARTRENCHARD-BARRA : chargée de recherche au C.N.R.S., Institut des sciences moléculaires d'Orsay, université de Paris-XI
Classification
Médias
Bioluminescence
Visual China Group/ Getty Images
Diagramme d’énergie d’un atome représentant les niveaux électroniques.
Encyclopædia Universalis France
Schéma de bandes d’un cristal
Encyclopædia Universalis France
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