1Les minuscules écailles qui recouvrent la carapace des coléoptères asiatiques de l’espèce Lepidiota stigma (ci-contre, gros plan sur la tête et le thorax) ou du genre Cyphochilus sont d’une blancheur extrême, parmi les blancs les plus éclatants que l’on connaisse. Une équipe, majoritairement britannique, menée par Andrew Parnell, de l’université de Sheffield, vient d’étudier leur structure, puis a synthétisé un matériau polymère qui imite celle-ci.
2L’examen des écailles a été effectué par nanotomographie aux rayons X à l’ESRF, le synchrotron européen situé à Grenoble. Il a montré que ces éléments très opaques sont faits de chitine poreuse où l’air occupe environ 69 % (pour Cyphochilus) et 66 % (pour L. stigma) du volume. Comme l’indiquent des calculs théoriques et des simulations numériques, cette structure (voir l’image ci-dessous) diffuse et réfléchit très bien la lumière, d’où sa blancheur éclatante. La blancheur optimale correspondrait à une architecture de même type où l’air occuperait 75% du volume.
3Andrew Parnell et ses collègues ont aussi montré que ces structures rappellent celles produites par « décomposition spinodale », un processus où un mélange homogène de deux liquides se dissocie, à l’échelle microscopique, en ses composants. Les chercheurs ont alors synthétisé un film mince, par décomposition spinodale d’un mélange à base d’acétate de cellulose et de dichlorure de calcium, puis vitrification. D’une douzaine de micromètres d’épaisseur comme les écailles, cette couche solide présente une blancheur encore plus éclatante (sa réflectance est d’environ 94 %, contre 90 % et 88 % pour les écailles des deux coléoptères). Un tel matériau pourrait avantageusement servir de substitut aux nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2), utilisées notamment dans les peintures blanches et en tant qu’additif alimentaire, mais soupçonnées de toxicité.
