La chimiluminescence d'un matériau provient d'une réaction chimique produisant de la lumière.

Le plus connu des matériau chimiluminescent est sans doute le luminol qui, lorsque mélangé à du peroxyde d'hydrogène H2O2, se transforme en un autre composant chimique tout en émettant de la lumière bleue. Cependant, pour que la réaction démarre, il faut un troisième élément chimique, qu'on appelle un catalyseur, qui peut être du fer ou du cuivre.

Luminol mélangé à du sang

La police scientifique utilise le luminol pour révéler les traces de sang : on vaporise sur les endroits suspects un mélange de luminol et de peroxyde d'hydrogène. S'il y a du sang, il y a de l'hémoglobine, et dans l'hémoglobine, il y a du fer. Le sang mélangé au luminol va donc émettre de la lumière bleue, pendant environ 30 s.

Crystal structure of luciferase

La bioluminescence répond au même principe que la chimiluminescence, mais les composants chimiques intervenant sont différents.

La luciférine joue le rôle du luminol, c'est elle qui, en réagissant avec le dioxygène, produit de la lumière. Comme pour le luminol, il faut aussi un catalyseur pour déclencher la réaction, et c'est ici une enzyme, la luciférase.

La chimiluminescence d'un matériau provient d'une réaction chimique produisant de la lumière.

Le plus connu des matériau chimiluminescent est sans doute le luminol qui, lorsque mélangé à du peroxyde d'hydrogène H2O2, se transforme en un autre composant chimique tout en émettant de la lumière bleue. Cependant, pour que la réaction démarre, il faut un troisième élément chimique, qu'on appelle un catalyseur, qui peut être du fer ou du cuivre.

Luminol mélangé à du sang

La police scientifique utilise le luminol pour révéler les traces de sang : on vaporise sur les endroits suspects un mélange de luminol et de peroxyde d'hydrogène. S'il y a du sang, il y a de l'hémoglobine, et dans l'hémoglobine, il y a du fer. Le sang mélangé au luminol va donc émettre de la lumière bleue, pendant environ 30 s.

Crystal structure of luciferase

La bioluminescence répond au même principe que la chimiluminescence, mais les composants chimiques intervenant sont différents.

La luciférine joue le rôle du luminol, c'est elle qui, en réagissant avec le dioxygène, produit de la lumière. Comme pour le luminol, il faut aussi un catalyseur pour déclencher la réaction, et c'est ici une enzyme, la luciférase.

Les bâtons lumineux sont très utilisés pour s'éclairer aux États-Unis, et on les rencontre souvent dans les séries ou les films américains.

Ces sont des tubes en plastique translucide contenant une ampoule en verre très fin trempant dans un composant chimique proche du luminol et un colorant.

Dans l'ampoule, il y a du peroxyde d'oxygène. Quand on plie le bâton, l'ampoule se casse, les composants chimiques se mélangent, produisant une réaction chimique qui émet de la lumière.

Les bâtons lumineux n'utilisent pas d'électricité, ils ne génèrent pas de chaleur, ils sont waterproof, et sont relativement peu chers. Ils sont donc utilisés par des professionnels dans des situations critiques (armée, services d'urgence et de secours) mais aussi par des spéléologues ou des plongeurs, et bien sûr, sous forme de bracelets ou de colliers, pour les loisirs.

Glowstick

Photinus pyralis

Il existe peu de données sur l'intensité lumineuse que dégage un insecte bioluminescent.

Il semblerait que l'insecte le plus brillant soit la luciole pyrophorus noctilus. Ce coléoptère est aussi un des plus grands insectes bioluminescents, puisqu'il peu atteindre 4 cm de long. Ses organes bioluminescents auraient une luminance de 0.014 cd/cm², soit 70 fois moins qu'une bougie. Mais comme ces organes ne font qu'environ 0.1 cm², l'intensité lumineuse émis par cet insecte est 700 fois moindre qu'une bougie.

Une autre luciole, la photinus pyralis, aurait des organes bioluminescents plus étendus, résultant en une intensité de 1/50ème de candela : il faudrait donc 50 lucioles pour avoir l'éclairage d'une bougie. Des lucioles émettant des flashs de lumière peuvent même être encore plus puissantes, avec une intensité de près de 1/5ème de candela pour pyractomena borealis.

Enfin, il faut savoir que des lucioles photinus pyralis modifiées génétiquement ont vu leur intensité multipliée par 10 !

Bio-light

L'entreprise Philips a imaginé en 2011 l'utilisation des bactéries bioluminescentes pour réaliser un éclairage d'ambiance. Le projet est de créer un écosystème domestique incluant la production d'énergie, le nettoyage, l'éclairage et le traitement des déchets. Par exemple, Bio Light ne nécessite pas d'électricité. La lumière est directement produite par les bactéries, qui se nourrissent des déchets ménagers.

Photinus pyralis

Il existe peu de données sur l'intensité lumineuse que dégage un insecte bioluminescent.

Il semblerait que l'insecte le plus brillant soit la luciole pyrophorus noctilus. Ce coléoptère est aussi un des plus grands insectes bioluminescents, puisqu'il peu atteindre 4 cm de long. Ses organes bioluminescents auraient une luminance de 0.014 cd/cm², soit 70 fois moins qu'une bougie. Mais comme ces organes ne font qu'environ 0.1 cm², l'intensité lumineuse émis par cet insecte est 700 fois moindre qu'une bougie.

Une autre luciole, la photinus pyralis, aurait des organes bioluminescents plus étendus, résultant en une intensité de 1/50ème de candela : il faudrait donc 50 lucioles pour avoir l'éclairage d'une bougie. Des lucioles émettant des flashs de lumière peuvent même être encore plus puissantes, avec une intensité de près de 1/5ème de candela pour pyractomena borealis.

Enfin, il faut savoir que des lucioles photinus pyralis modifiées génétiquement ont vu leur intensité multipliée par 10 !

Photinus pyralis

Il existe peu de données sur l'intensité lumineuse que dégage un insecte bioluminescent.

Il semblerait que l'insecte le plus brillant soit la luciole pyrophorus noctilus. Ce coléoptère est aussi un des plus grands insectes bioluminescents, puisqu'il peu atteindre 4 cm de long. Ses organes bioluminescents auraient une luminance de 0.014 cd/cm², soit 70 fois moins qu'une bougie. Mais comme ces organes ne font qu'environ 0.1 cm², l'intensité lumineuse émis par cet insecte est 700 fois moindre qu'une bougie.

Une autre luciole, la photinus pyralis, aurait des organes bioluminescents plus étendus, résultant en une intensité de 1/50ème de candela : il faudrait donc 50 lucioles pour avoir l'éclairage d'une bougie. Des lucioles émettant des flashs de lumière peuvent même être encore plus puissantes, avec une intensité de près de 1/5ème de candela pour pyractomena borealis.

Enfin, il faut savoir que des lucioles photinus pyralis modifiées génétiquement ont vu leur intensité multipliée par 10 !

Bioluminescence induite par génie génétique sur un plant de tabac (OGM).

La bactérie Aliivibrio fischeri (anciennement Vibrio Fischeri) est une bactérie bioluminescente. Pour cette bactérie, les gènes responsables de la bioluminescence ont été identifiés. Ils sont au nombre de 5, regroupés dans ce qu'on appelle un opéron, en l'occurrence l'opéron lux.

Ces gènes ont déjà été implantés dans d'autres bactéries, notamment Escherichia coli, les rendant fluorescentes. Les bactéries E. coli sont connues pour coloniser les tumeurs cancéreuses. En les rendant fluorescentes, on peut ainsi imager ces tumeurs directement.

Actuellement, les chercheurs cherchent à implanter le gène sur des ADNs de mammifères ou de plantes. On pourrait par exemple imaginer de rendre certaines plantes ou des arbres fluorescents, et de s'en servir pour s'éclairer.