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Nano-machines : elles rouleront sur l'or !

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Les chimistes de l'Université de Rice ont découvert un processus permettant l'auto-assemblage de "nano-barreaux" (nanorod) en or pour former des structures circulaires. Que ce soit pour des nano-machines ou pour obtenir de nouveaux matériaux, les applications potentielles sont nombreuses. Les chercheurs parlent de capteurs optiques nanométriques ultrasensibles, de super lentilles et même de dispositifs d'invisibilité pour les militaires.

Le docteur Eugene Zubarev, et son étudiant Bishnu Khanal, à l'origine de cette découverte expliquent que des structures en anneaux obtenues par auto-assemblage avec des nano-particules sphériques et d'autres molécules symétriques existaient déjà. Mais c'est la première fois qu'on arrive à faire la même chose à partir de nano-objets en forme de barreaux.

Comme beaucoup d'objets du nano-monde, les nano-barreaux d'or sont 1000 fois plus fins que des cheveux humains. Zubarev a en fait employé des nano-barreaux hybrides pour parvenir à ses fins. Attachés à leur surface, on trouve des milliers de molécules de polymères, qui forment des structures flexibles en forme de chaînes. Le noyau central des nano-barreaux est un cristal inorganique, ici donc de l'or, mais les polymères attachés à sa surface sont eux, par contre, des molécules organiques. La combinaison hybride de structures minérales et organiques est en fait la clé pour synthétiser ces structures en forme de cycles.

Nano-barreau d'or entouré de polymères (Crédits : Bishnu Khanal Rice University).

Bishnu Khanal et Zubarev ont donc plongé ces nano-barreaux d'or dans du chloroforme. Pendant que le chloroforme s'évaporait, sa température de surface a chuté suffisamment pour causer la condensation en gouttelettes de l'eau présente dans l'air, la rosée se forme de façon similaire. Par milliers, des micros gouttes d'eau se sont donc formées à la surface du chloroforme liquide.

Les nano-barreaux, qui avaient été mis en suspension dans la solution, commencent alors à s'agglutiner les uns contre les autres autour des gouttelettes. En effet, les molécules organiques les entourant sont insolubles dans l'eau. Après l'évaporation des gouttelettes, les nano-barreaux restent alors dans une configuration en anneau.

«Quand des nano-barreaux sont organisés en anneaux, des changements cruciaux de leurs propriétés optiques et électromagnétiques se produisent» affirme Zubarev . «Ceux-ci peuvent avoir des applications technologiques dans le secteur des méta-materiaux, qui ont d'énormes potentiels dans l'optoélectronique, les communications et les applications militaires ».

Selon Zubarev des milliers d'anneaux de ce type peuvent être produits en quelques secondes, et il ajoute «Cette méthode est étonnamment simple et peut être employée pour l'auto-assemblage en cycles de nano-cristaux de diverses formes, tailles et composition chimique».

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