Le mystère de l'or fulminant qui explose en provoquant une fumée violette : résolution de l'énigme alchimique de 4 siècles

L'or fulminant produit une fumée violette au moment où il explose, mais pendant quatre siècles, les scientifiques n'ont pas pu comprendre pourquoi. Aujourd'hui, une étude a réussi à résoudre le mystère, expliquant la raison de ce curieux phénomène.

Qu'est-ce que l'or fulminant ?

Pixabay

Le plus souvent, il faut de la patience, de l'étude, et beaucoup, beaucoup de temps avant de pouvoir obtenir des réponses à des phénomènes qui semblent difficiles à expliquer. L'un de ces phénomènes concerne l'or dit "fulminant" à fort potentiel explosif : au moment où il explose, il produit une fumée de couleur violette. La raison derrière cette réaction chimique est restée une énigme pendant quatre cents ans dans le domaine scientifique. Au cours de cette période extrêmement longue, diverses hypothèses ont été avancées à ce sujet, sans parvenir à trouver la bonne réponse. De nombreux scientifiques importants des XVIIe et XVIIIe siècles se sont engagés dans la résolution de ce mystère, notamment Jöns Jakob Berzelius, qui a temporairement perdu la vue en 1809 en laissant tomber un marteau contenant de l'or fulminant. Les éclats, en plus de se loger dans ses yeux, ont atterri sur sa main, provoquant des cicatrices indélébiles de couleur violette.

L'or fulminant est une substance composée d'or et d'azote, connue pour sa sensibilité extrême aux chocs, à la pression, aux variations de température, à la chaleur et à d'autres formes de stimulation. Le chimiste britannique Edward Charles Howard contribua en 1786 à la compréhension des propriétés explosives des substances chimiques contenant de l'azote. Initialement, Howard nomma la substance "fulminating gold" en raison de sa puissance explosive, mais le chimiste britannique William Hyde Wollaston améliora par la suite le processus de préparation. L'or fulminant se présente sous forme de poudre jaune ou de cristaux incolores, et en raison de sa haute instabilité, il a été utilisé dans le passé comme amorce pour les munitions et la poudre à canon. Cependant, en raison de sa dangerosité et de sa propension à exploser spontanément, son utilisation à cette fin a été progressivement remplacée par d'autres substances plus sûres au fil du temps. À ce jour, l'utilisation et la manipulation de l'or fulminant sont fortement réglementées, et sa production est limitée et contrôlée par des réglementations strictes en matière de sécurité. Bien que l'on en sache beaucoup sur cette substance, un doute persistait à résoudre : la raison de la fumée violette libérée par sa détonation.

Voici pourquoi l'explosion de l'or en forme d'éclair produit de la fumée violette

Pexels

L'or fulminant n'est pas un fulminate chimique, mais un mélange de composés différents, y compris des composés d'or complexés avec de l'ammoniac, qui sont les principaux responsables de sa haute capacité explosive. Le nom provient du latin fulmen, signifiant éclair, et a été au centre de l'attention des alchimistes dès le XVIe siècle, lorsque l'Allemand Sebald Schwaertzer, vers 1585, le mentionna en expliquant vouloir créer « un magnifique Aurum Fulminans de couleur violette » en quatre jours. Mais seulement aujourd'hui, les scientifiques ont réussi à résoudre le mystère entourant cet éclair violet : l'équipe de l'Université de Bristol, en Angleterre, dirigée par Simon Hall, a levé le voile sur l'énigme qui entourait l'or fulminant depuis des siècles.

La raison en serait que la fumée violette contient des nanoparticules métalliques, dont les dimensions peuvent provoquer des oscillations ondulatoires dans les nuages d'électrons. Les nanoparticules, appelées plasmons de surface, interagissent avec la lumière en absorbant certaines longueurs d'onde et en réfléchissant celles ayant une longueur d'onde plus grande que les oscillations dans les nuages d'électrons. Bien que cela ait été théorisé précédemment, cela n'avait jamais été démontré par expérience. Les scientifiques ont donc, tout d'abord, créé de l'or fulminant, puis fait exploser quelques échantillons de 5 mg sur une feuille d'aluminium qui avait été chauffée à blanc. Ensuite, ils ont emprisonné la fumée à l'aide de grilles en cuivre et ont analysé le résultat à l'aide de la microscopie électronique à transmission.

L'or fulminant contient des nanoparticules d'or

Freepik

« L'or fulminant, le premier composé hautement explosif découvert, se désintègre en une mystérieuse nuée de fumée violette, dont la nature a été hypothétisée depuis sa découverte en 1585. Dans ce travail, nous montrons que la couleur de la fumée est due à la présence de nanoparticules d'or », écrivent les chercheurs dans l'étude. Les nanoparticules d'or sphériques avaient des tailles variant de 30 nm à 300 nm, confirmant ainsi l'idée que c'était bien l'or qui produisait la fumée violette. Cela explique également pourquoi les cicatrices de Berzelius étaient précisément de cette couleur : la longueur d'onde de la lumière violette est en effet d'environ 400 nm.

L'or fulminant était souvent utilisé par les alchimistes pour conférer aux objets une patine de couleur violette, et selon le chimiste organique Curt Wentrup de l'Université du Queensland en Australie, « le travail confirme l'hypothèse de longue date selon laquelle les fumées violettes de l'or fulminant contiennent de l'or élémentaire sous forme de nanoparticules ». Il n'est cependant pas d'accord sur la paternité de sa découverte communément partagée : selon l'expert, c'est le producteur de sel allemand Johann Thölde qui a découvert pour la première fois l'or fulminant et qui a publié la recette sous le faux nom de Basil Valentine en 1599.

En tout cas, le mystère de la fumée violette a enfin été résolu de manière définitive.