Le ruban adhésif émet de la lumière – et des rayons X – lorsqu’il décolle.Carlos Camara et Juan Escobar

Noël pourrait apporter un nouveau danger lorsque vous emballez vos cadeaux– du ruban adhésif émettant des rayons X.

Des chercheurs de l’Université de Californie à Los Angeles ont montré que le simple fait d’éplucher du ruban adhésif ordinaire dans le vide peut générer suffisamment de rayons X pour prendre une image – de l’un des doigts des scientifiques (voir vidéos).

« À un moment donné, nous avons eu un peu peur », explique Juan Escobar, membre de l’équipe de recherche. Mais lui et ses collègues se sont vite rendu compte que les rayons X n’étaient émis que lorsque le kit était utilisé sous vide. « Nous ne voulons pas effrayer les gens d’utiliser du scotch dans la vie de tous les jours », ajoute Escobar.

Ce type de libération d’énergie — connu sous le nom de triboluminescence et vu sous forme de lumière — se produit chaque fois qu’un solide (souvent un cristal) est écrasé, frotté ou rayé. C’est un phénomène connu depuis longtemps, quoique quelque peu mystérieux, vu par Francis Bacon en 1605. Il a remarqué que gratter un morceau de sucre le faisait émettre de la lumière.

L’explication principale postule que lorsqu’un cristal est écrasé ou fendu, le processus sépare les charges opposées. Lorsque ces charges sont neutralisées, elles libèrent une explosion d’énergie sous forme de lumière.

Dès 1953, une équipe de scientifiques basée en Russie a suggéré que le pelage du ruban adhésif produisait des rayons X. Mais « nous étions très sceptiques quant aux anciens résultats », explique Escobar. Son équipe a quand même décidé de se pencher sur le phénomène et a constaté que les rayons X étaient effectivement émis, sous forme d’impulsions de haute énergie.

Lorsque les chercheurs ont placé une petite fenêtre en plastique dans leur chambre à vide, ils ont même pu prendre une image radiographique d’un doigt, à l’aide d’un détecteur de rayons X dentaire. Leurs résultats sont publiés dans Nature1.

Mystère mécanoluminescent

« Sur le total des décharges d’électrons, seule une sur dix mille produit des rayons X », explique Escobar. Les énergies des impulsions de rayons X individuelles, généralement de quelques nanosecondes, sont d’environ 15 kiloélectrons volts.

Le ruban adhésif peut même aider à prendre une image radiographique (superposée) d’un doigt humain.Carlos Camara, Juan Escobar et Seth Putterman

L’énergie des rayons X est directement liée à la quantité de charge qui s’accumule à la surface de la bande lorsqu’elle est pelée. Les scientifiques calculent que cette charge était dix fois supérieure dans leur étude à celle généralement observée dans des expériences similaires. « Nous ne savons pas exactement pourquoi la bande est si chargée », explique Escobar.

La machine à rayons X à ruban adhésif déconcerte également les autres sur le terrain. « Vous n’auriez pas pensé qu’une telle quantité d’énergie mécanique sortirait sous forme de rayons X », explique Ken Suslick, expert en mécanoluminescence à l’Université de l’Illinois à Urbana-Champaign. « L’adhésif sur la bande est un liquide amorphe, non cristallin. Qu’est—ce qui cause le transfert de charge, d’électrons ou de protons, quels sont les groupes d’acceptation et de donneur – ces choses sont beaucoup moins claires. »

Les chercheurs suggèrent que la densité de charge élevée générée par le pelage de la bande pourrait être suffisante pour déclencher la fusion nucléaire. Michael Loughlin, analyste nucléaire à l’expérience internationale de fusion nucléaire I, à Cadarache, en France, est sceptique. Mais il ajoute que s’il est prouvé qu’il a tort, un système qui pourrait fournir des réactions de fusion en un clin d’œil serait très utile.

Suslick a maintenant l’intention de revisiter les systèmes mécanoluminescents sur lesquels il a travaillé dans son laboratoire pour rechercher des rayons X. Pendant ce temps, Escobar et ses collègues prévoient d’examiner différents types d’adhésifs pour voir s’ils obtiennent le même effet.

Mais le plus grand défi sera de comprendre exactement comment cela fonctionne, dit Escobar. « C’est le premier sur notre liste. »