Africa-Press – Guinee Bissau. La verrerie romaine a connu un immense essor après le 1er siècle après J.-C. et les objets issus de cette industrie, récipients ou réalisations plus artistiques, sont connus dans tout le monde romain. Certains intacts et d’autres moins bien conservés. Sont également retrouvés des milliers de petits fragments de bibelots qui furent brisés dès cette époque. Plusieurs affichent à leur surface de magnifiques couleurs irisées : du bleu, du vert, de l’orange et même des reflets dorés. Ces débris sont aujourd’hui utilisés en orfèvrerie tandis que les plus gros morceaux sont exposés dans des musées.
Un miroir doré
Quelques-uns atterrissent aussi dans des laboratoires de physique comme le Silklab de l’Université Tufts, à Boston (Etats-Unis), où ils ont été examinés par Fiorenzo Omenetto et Giulia Guidetti, experts en science des matériaux. Les deux chercheurs ont notamment étudié un fragment de verre retrouvé près de l’ancienne ville d’Aquilée, en Italie, et surnommé “verre wow” tant ses couleurs ont impressionné : il a gardé sa patine vert foncé d’origine mais une partie de sa surface est recouverte d’une fine couche, d’un millimètre d’épaisseur, qui affiche un reflet doré presque parfait, semblable à celui d’un miroir.
La datation de l’échantillon révèle qu’il a été fabriqué entre le 1er siècle avant J.-C. et le 1er siècle après J.-C. à partir, d’après l’analyse chimique, de sable en provenance d’Egypte. L’examen au microscope à balayage électronique indique, lui, que la pellicule mordorée est composée de couches de silice très régulières, d’une épaisseur micrométrique, alternant haute et basse densité. Un arrangement qui rappelle les miroirs de Bragg (mis au point par William Lawrence Bragg, lauréat du prix Nobel de physique de 1915) où chaque couche réfléchit fortement une longueur d’onde différente. L’empilement vertical de dizaines de couches de Bragg a donné à la pellicule son aspect de miroir doré.
Transformation naturelle
En fait, il s’est formé à la surface de ce verre de véritables cristaux photoniques. L’utilisation et la synthèse de ces cristaux, un premier pas vers la manipulation de la lumière, sont des défis pour les physiciens depuis plusieurs années car ils peuvent avoir de multiples applications dans l’industrie des lasers, des communications ou des matériaux furtifs. “C’est vraiment remarquable de trouver du verre qui est resté pendant près de 2000 ans dans la boue et de se retrouver avec un exemple classique de composant nanophotonique”, s’étonne, dans un communiqué, Fiorenzo Omenetto.
Mais comment ces cristaux photoniques se sont-ils formés ? Selon les chercheurs, qui publient leurs résultats dans les Pnas, le temps y est pour beaucoup. Au fil des années, la pluie et l’argile qui entouraient le verre ont généré une corrosion cyclique de la silice avec une inclusion de minéraux qui ont structuré des centaines de couches de 100 nanomètres d’épaisseur de matériau cristallin. Ils espèrent maintenant mieux comprendre ce processus pour tenter de l’accélérer et ainsi cultiver en laboratoire des cristaux photoniques plutôt que de les fabriquer.
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