Zsigmondy, Richard Adolf (1865-1929)

Né le ler avril 1865 à Vienne, où son père exerçait la profession de médecin (il était en outre l'inventeur de divers instruments chirurgicaux), Richard Zsigmondy montra dès son plus jeune âge de l'intérêt pour la physique et la chimie. Il fit ses études à l'Université de Vienne, puis à celle de Munich. Les ayant terminées, il exerça pendant trois ans (de 1890 à 1893) les fonctions d'assistant auprès du professeur von Muller à Munich, et ensuite du professeur Kundt, à Berlin. Ce sont les travaux de ce demier sur les spectres de substances fortement absorbantes qui exercè~nt une grande influence sur le déroulement de la carrière de Zsigmondy. Car son intérêt se porte alors sur les couleurs que prend la porcelaine cuite à haute température lorsqu'on y a déposé des solutions organiques d'or, les substances mélangées à l'or étant déterminantes pour la coloration. En 1893, il revient en Autriche et occupe un poste de maître de conférences à l'Ecole Polytechnique de Graz, tout en poursuivant systématiquement ses travaux sur la dorure et la coloration or.

C'était déjà là l'une des préoccupations des alchimistes. En 1679, J. Kunckel, l'un de ces "faiseurs d'or", avait réussi à fabriquer des "rubis". A. Cassius (mort en 1673) avait préparé le "pourpre d'or" qui porte son nom. En 1857, l'Anglais M. Faraday expliqua que la coloration des rubis est due à une dispersion de fines particules d'or, et que l'on peut obtenir des teintes plus prononcées en ajoutant aux dispersions métalliques de petites quantités de phosphore dissous dans l'éther. Ces fines dispersions d'or furent appelées colloïdes, terme qu'introduisit Th. Graham, dont les travaux (1861) ont montré que l'on peut séparer les cristalloïdes des colloïdes en solution aqueuse par dialyse à travers une membrane appropriée. Ces solutions colloïdales d'or se comportent de la même façon que les solutions de gélatine ou de colle animale.

Zsigmondy continuait de travailler sur les solutions colloïdales quand il fut recruté en 1597 au laboratoire vitro-technique de la firme Schott, à Iéna; il poursuivit ses recherches dans son laboratoire personnel de 1900 à 1903. Se fondant sur l'effet Tyndall, découvert en 1881 (illumination visible par effet latéral d'un milieu colloïdal traversé par un faisceau lumineux), il construisit en 1903, avec son collaborateur, le physicien Siedentopf, un ultra-microscope destiné à devenir un outil universel pour l'observation des colloïdes. Il coopéra également avec Smoluchowski (qui étudiait le mouvement brownien, les variations de densités des solutions et de l'air, etc.) et avec Hückel.

Il est nommé en 1907 professeur de chimie organique à l'Université de Gbttingen, et asssure en même temps la direction de l'Institut de Chimie, fonctions qu'il occupera jusqu'à sa mort.

Zsigmondy a publié plusieurs ouvrages sur l'absorption de la lumière par les verres colorés, sur la technique d'analyse des gaz, et bien entendu sur l'ultramicroscope et ses applications à l'étude des colloïdes.

Son oeuvre maîtresse est l'étude de l'influence de composés ayant des propriétés très différentes sinon opposées, et qui pnduisent cependant les mêmes effets sur la couleur des dispersions ou des solutions colloïdales d'or. Pour expliquer ce phénomène, il commença par étudier le "pourpre d'or" de Cassius, préparé à partir d'une solution colloïdale d'or rouge foncé, par action d'un mélange de chlorure stanneux et de chlorure stannique. Il démontra qu'il s'agissait d'une dispersion d'or dans l'acide stannique colloïdal. On utilisait ce pigment rouge pour la coloration du verre et de la porcelaine.

Ces solutions colloïdales sont discemables par utilisation de l'effet Tyndall et grâce à l'ultra-microscope mis au point par Zsigmondy. Le dispositif d'observation du c6ne de Tyndall, à fort grossissement et à éclairage latéral, est l'outil le mieux adapté à l'étude des solutions colloïdales, qui renferment des particules assez fines pour traverser les filtres ordinaires, mais de dimensions très supérieures à celles des molécules (entre 10-5 et 10-7 cm de diamètre). Les particules colloïdales étant chargées électriquement, leur charge les maintient en suspension; on dit aujourd'hui "à l'état de sol". Par action de la chaleur, elles floculent, et la solution les transforme en gel, suivant un processus réversible ou non. Un colloïde peut porter une charge positive ou négative. L'or, l'argent, le rouge Congo donnent des colloïdes négatifs qui peuvent migrer vers l'anode. Le colloïde positif (oxyde ferrique) s'achemine au contraire vers la cathode. Par addition d'un électrolyte (sels), on peut neutraliser la charge, et il y a alors floculation. Dans les solutions colloïdales d'or, cela se traduit par un changement de couleur allant du rouge au bleu.

L'ultra-microscope permet non seulement d'observer cette variation de couleur, mais aussi de percevoir la considérable diminution du nombre des particules en suspension. On peut arrêter la floculation par addition d'un "colloïde protecteur", substance active qui empêche la phase dispersée de se transformer en gel, en formant une mince couche protectrice à la surface de chaque particule. L'interruption de la floculation à intervalles réguliers permet de compter le nombre de particules en suspension et de calculer la vitesse de coagulation.

On doit également à Zsigmondy plusieurs découvertes d'application pratique : citons le filtre-membrane (1918) et l'ultra-filtre (1922).

Les conséquences de ses travaux fondamentaux sont très nombreuses; outre les trois états de la matière, solide, liquide et gazeux, on connaît grâce à lui des colloïdes solides, liquides et gazeux. Bon nombre d'entre eux ont été identifiés: les métaux, les sels, les substances organiques peuvent ainsi être finement dispersés sous forme de brouillards, ou de solutions solides ou liquides. On trouve ces colloïdes dans l'atmosphère, dans les eaux naturelles, dans les roches et dans les organismes vivants. Ils sont utilisés en médecine, pour préparer les onguents, ou dans les techniques opératoires, car leur grande surface peut être le siège de charges électriques ou d'actions chimiques spécifiques. Leur seul inconvénient est d'être instables et de nécessiter, de ce fait, la présence d'un agent protecteur.

Zsigmondy est mort à GOttingen le 24 septembre 1929.