Les cristaux fascinent par leur beauté hypnotisante et leur structure unique. Le processus de formation des cristaux, connu sous le nom de cristallogenèse, est un phénomène naturel captivant. Comprendre les principes de base permet de reproduire cette magie à la maison, que ce soit pour des raisons éducatives, décoratives ou même pour la création de bijoux.
Les principes fondamentaux de la cristallogenèse
L'un des moteurs principaux de la cristallogenèse est la suraturation. Il s'agit d'un état physique d'une solution dans lequel le soluté ne peut plus se dissoudre dans le solvant. Pour obtenir un état de sursaturation, il faut refroidir progressivement une solution saturée. La saturation de la solution est donc une condition nécessaire à la formation des cristaux.
Lorsqu'on pense au mot cristal, on pense souvent à des pierres précieuses, colorées ou non, comme le diamant et le quartz. Cependant, le sel de table, la neige et le graphite que l'on trouve dans les crayons sont aussi des cristaux !
Méthode de fabrication de cristaux de borax
Pour la création d'un cristal de borax, on utilise une solution de borax, qui est le soluté, et l'eau, qui est le solvant. Le borax, ou borate de sodium, est un produit parfois utilisé comme nettoyant ménager ou comme insecticide. Certaines pharmacies peuvent aussi vous en commander, car ce produit entre dans la préparation de médicaments. Si le borax est peu accessible dans votre région, vous pouvez aussi l'acheter en ligne. Notez que vous devez utiliser du borax en poudre, car il est déjà sous forme de cristaux libres.
Préparation de la solution saturée
Commencez par dissoudre une cuillère à soupe de borax dans de l'eau chaude. Mélangez afin d'homogénéiser la solution, car le borax se dépose au fond du bocal. Renouvelez l'opération jusqu'à ce qu'il reste des particules en suspension même après avoir remué la solution pendant une dizaine de secondes. Si vous constatez que votre solution est seulement trouble sans être saturée, ajoutez une demi-cuillère à soupe supplémentaire de borax. Mélangez pendant quelques secondes et vérifiez qu'il reste des particules en suspension.
Important : Le borax peut être irritant pour la peau, les yeux et les voies respiratoires. Manipulez-le avec précaution.
Utilisation d'un support pour la croissance des cristaux
La chenille, également appelée nettoie-pipe, est le support de formation de vos cristaux. Il s'agit d'une tige de plastique souple utilisée initialement pour nettoyer les pipes. Donnez à votre chenille la forme souhaitée : un cercle, un carré, un cœur, un sapin ou une étoile.
Si vous n'avez pas de chenille, vous pouvez la remplacer par du fil. Privilégiez du fil épais afin qu'il puisse supporter le poids du cristal. Attachez-le autour d'un crayon et laissez l'autre extrémité libre. Vous pouvez utiliser du fil de coton ou de laine selon ce dont vous disposez. Idéalement, la longueur du fil doit correspondre environ aux deux tiers de la hauteur du récipient.
Mise en place et observation
Transvasez l'eau chaude dans un bocal en verre épais. Votre contenant doit être suffisamment haut et d'ouverture assez large pour y plonger le support des cristaux. Par exemple, récupérez un pot de confiture ou un bocal à conserve.
Tenez le crayon horizontalement afin de pouvoir plonger entièrement la chenille dans la solution de borax. Placez le crayon sur l'ouverture du bocal de façon à ce que la chenille reste en place sans toucher les parois ou le fond du récipient. Vous pouvez couvrir le bocal afin d'éviter de contaminer la solution avec des impuretés.
Si votre chenille touche les parois du bocal, déplacez le crayon en conséquence. Placez votre bocal dans un endroit où il ne risque pas d'être déplacé.
Au bout d'une journée, sortez la chenille et observez les petits cristaux qui se sont développés à sa surface. Pour poursuivre leur croissance et obtenir un cristal géant plus gros, replacez la chenille dans la solution et patientez une journée supplémentaire. Sachez que la croissance du cristal se poursuivra tant qu'il y aura du borax en excédent dans la solution.
Si vous constatez que les cristaux touchent les parois du bocal pendant leur croissance, il est préférable de retirer la chenille.
Récupération et admiration du cristal
Soulevez le crayon pour sortir la chenille de la solution. Coupez le fil à l'aide d'une paire de ciseaux pour récupérer votre création. Placez-la sous une source de lumière naturelle pour l'admirer à loisir. Vous pouvez suspendre votre cristal géant devant une fenêtre afin de capter et de diffuser la lumière du soleil.
Notez que vous pouvez augmenter la taille de votre cristal géant. Pour cela, chauffez à nouveau la solution et saturez-la de borax.
Création de cristaux teintés
Pour créer un cristal géant teinté, versez cinq à dix gouttes de colorant dans votre solution de borax et homogénéisez le mélange. Optez pour du colorant alimentaire hydrosoluble et évitez de mélanger les couleurs, au risque d'obtenir un résultat terne.
Plus la quantité de colorant est élevée, plus la couleur du cristal sera vive. Néanmoins, le colorant dilue la solution, ce qui peut ralentir voire stopper la croissance des cristaux.
Méthode de fabrication de cristaux avec de l'alun
Une autre méthode pour créer des cristaux consiste à utiliser de l'alun, un minéral utilisé notamment en cosmétique. Vous pouvez en trouver sous forme de poudre dans les magasins de cosmétique ou en ligne.
Préparation des supports : les coquilles d'œuf
Cassez un œuf dans un bol, réservez le blanc et le jaune pour une utilisation ultérieure et récupérez les moitiés de la coquille. Sachez aussi qu'une coquille d'œuf peut être découpée, ce qui permet d'obtenir des bords plus nets.
Pour cela, percez deux petits trous, l'un au sommet et l'autre à la base de la coquille, puis soufflez pour vider son contenu. Quelle que soit votre option, lavez soigneusement les moitiés de la coquille à l'eau chaude afin d'éliminer tous les résidus.
Manipulez la coquille avec précaution, surtout si vous décidez de la découper. Séchez les deux moitiés de la coquille à l'aide d'une feuille de papier absorbant.
Application de la poudre d'alun
Trempez ensuite une boule de coton dans de la colle liquide et enduisez-en complètement l'intérieur des demi-coquilles. Optez pour de la colle blanche liquide, car elle adhère à de nombreux matériaux et est pratique d'utilisation.
Prenez une bonne pincée de poudre d'alun et déposez-la dans la demi-coquille. Faites tourner doucement cette dernière sur elle‑même afin de répartir la poudre sur toute la surface encollée.
La colle doit être complètement sèche afin d'optimiser la croissance des cristaux. Avant de passer à l'étape suivante, vérifiez du bout du doigt qu'elle n'est plus du tout humide.
Préparation de la solution d'alun et coloration
Faites chauffer de l'eau. Éteignez le feu et attendez la fin de l'ébullition pendant environ deux minutes. Transvasez l'eau encore chaude dans un saladier ou un bol adapté. Il est préférable de réserver un récipient à ce type d'expérience, car l'utilisation d'alun et de colorant alimentaire peut l'abîmer.
Veillez à verser doucement l'eau dans le récipient. Versez 170 g de poudre d'alun dans l'eau. Mélangez jusqu'à dissolution complète du produit et laissez la solution refroidir pendant une dizaine de minutes. L'eau doit être suffisamment froide pour que vous puissiez y plonger votre doigt sans vous brûler.
Pour obtenir des cristaux teintés, versez 40 gouttes de colorant alimentaire hydrosoluble. Préférez les couleurs vives comme le bleu, le violet, le vert ou le rose.
Géode d'œuf en cristal à faire soi-même
Implantation des coquilles et croissance des cristaux
Munissez‑vous de gants en latex ou en caoutchouc. Prenez les demi‑coquilles et placez‑les délicatement dans la solution. Enfoncez‑les doucement du bout du doigt pour qu'elles s'en remplissent et restent ainsi en place.
Les demi-coquilles peuvent flotter dans la solution. Il n'est pas nécessaire de les maintenir systématiquement en place. La poudre d'alun et le colorant alimentaire peuvent être salissants.
Placez votre récipient dans un endroit où il ne sera pas déplacé, au risque que les demi-coquilles se retournent. Le lendemain, retirez‑les en ayant pris soin de mettre des gants.
Au bout d'une douzaine d'heures, les cristaux recouvrent l'intérieur de la coquille, formant ainsi une petite géode. Les demi-coquilles doivent avoir leur extrémité ouverte tournée vers le haut. Si vous n'arrivez pas à les maintenir dans cette position dans la solution, déposez‑les sur une feuille de papier absorbant ou de papier journal.
Autres méthodes et considérations
Il existe de nombreux ensembles de création de cristaux disponibles dans le commerce, qui permettent de fabriquer des cristaux avec d'autres substances que le sucre. Il est recommandé de demander l'aide d'un adulte pour manipuler le sirop chaud, car le pot en verre sera brûlant au toucher.
Certains cristaux se forment à l'intérieur d'une roche creuse ; on les appelle des géodes.
La dureté des minéraux est classée sur une échelle allant de 1 (très mou) à 10 (très dur). Par exemple, l'améthyste est le minéral officiel de l'Ontario depuis 1975, représentant la richesse minérale de la province.
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