Vous avez probablement vu une tasse à café avec des messages cachés ou des images qui apparaissent soudainement, comme par magie, lorsque vous la remplissez d’eau chaude. Cette tasse personnalisée paraît fascinante, d’où son appellation de mug magique, et cette magie s’avère être un exemple impressionnant de thermochromisme.
Qu’est-ce que le thermochromisme ?
Le terme peut ressembler à un phénomène tiré directement d’un dictionnaire scientifique, mais en termes simples, le thermochromisme est la propriété de certains matériaux de changer leur propre couleur en réponse à un variation de température. Le thermochromisme se situe en fait sous l’égide d’un phénomène chimique appelé chromisme : un processus qui provoque des changements de couleur dans certains matériaux.
Quand est-il des mugs magiques ?
Le thermochromisme est le principe sur lequel le mug à changement de couleur et autres objets similaires fonctionnent. La peinture avec laquelle ils sont recouverts est appelée peinture thermochromique ou thermosensible, c’est-à-dire sensible aux changements de température.
Comment fonctionne la peinture thermochromique ?
La peinture thermosensible contient des pigments qui changent de couleur en fonction des changements de température ambiante. Il existe deux principaux types de ces pigments : les leuco-colorants et les cristaux liquides thermochromiques.
Les cristaux liquides sont utilisés pour des tâches de haute précision, à savoir où le plus petit des changements de température doit être surveillé par le changement de couleur du matériau. Par conséquent, ceux-ci ne sont pas utilisés dans des objets d’usage courant comme les mugs.
C’est là que les leuco-colorants entrent en scène. Ces colorants sont des produits chimiques organiques qui changent de couleur lorsque l’énergie thermique fait basculer leurs molécules entre deux structures subtilement différentes incolore ou colorée. Ces formes absorbent et réfléchissent la lumière différemment, donc apparaissent des couleurs très différentes lorsqu’elles sont imprimées sur un matériau.
Ces colorants thermochromiques sont mélangés à des cristaux de sel qui sont soit très acides (pH bas) soit très basiques (pH élevé), et la peinture est sensible aux changements du pH de l’environnement. Par conséquent, lorsque la température change, une réaction chimique a lieu et ces cristaux se mélangent avec le colorant.
Les propriétés optiques du colorant changent, le faisant apparaître soit opaque soit complètement transparent. C’est la fusion de ces cristaux, déjà mélangés au colorant, qui modifie le pH de l’environnement. Ainsi, lorsque la tasse est remplie de café bien chaud, la teinture reste noire et vous ne pouvez voir aucune image sur la tasse. Cependant, au fur et à mesure que vous en buvez et que vous abaissez légèrement sa température, en retirant le liquide chaud de la partie supérieure de la tasse, le colorant devient transparent et le tour est joué, l’image est révélée.
