Aventures en nanotechnologie : culture d'un flocon de neige métallique à nanoparticules
Les scientifiques qui travaillent au niveau des atomes manipulent les métaux, ouvrant ainsi la voie à la création de nouveaux matériaux.
Des scientifiques de Nouvelle-Zélande et d'Australie travaillant au niveau des atomes ont créé quelque chose d'inattendu : de minuscules flocons de neige métalliques. En quoi cela est-il important ? Parce que le fait d'amener des atomes individuels à coopérer de la manière souhaitée est à l'origine d'une révolution dans les domaines de l'ingénierie et de la technologie par le biais des nanomatériaux (et créer des flocons de neige, c'est cool). Les structures à l'échelle nanométrique (un nanomètre est un milliardième de mètre) peuvent faciliter la fabrication électronique, rendre les matériaux plus résistants et plus légers, ou contribuer au nettoyage de l'environnement en se liant aux toxines.
Flocon de neige à l'échelle nanométrique provenant du solvant Gallium
Waipapa Taumata Rau, University of Auckland
Pour créer des nanocristaux métalliques, des scientifiques néo-zélandais et australiens ont expérimenté le gallium, un métal mou et argenté utilisé dans les semi-conducteurs et qui, chose inhabituelle, se liquéfie juste au-dessus de la température ambiante. Leurs résultats viennent d'être publiés dans la revue Science.
Le professeur Nicola Gaston et le chercheur Steph Lambie, tous deux de Waipapa Taumata Rau, Université d'Auckland, et le Dr Krista Steenbergen de Te Herenga Waka, Université Victoria de Wellington, ont collaboré avec des collègues australiens dirigés par le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh de l'Université de Nouvelle-Galles du Sud.
L'équipe australienne a travaillé en laboratoire avec du nickel, du cuivre, du zinc, de l'étain, du platine, du bismuth, de l'argent et de l'aluminium, en faisant croître des cristaux de métal dans un solvant liquide de gallium. Les métaux ont été dissous dans le gallium à haute température. Une fois refroidis, les cristaux métalliques ont émergé alors que le gallium restait liquide. L'équipe néo-zélandaise, qui fait partie du MacDiarmid Institute for Advanced Materials and Nanotechnology, un centre national d'excellence en matière de recherche, a effectué des simulations de dynamique moléculaire pour expliquer pourquoi des cristaux de formes différentes émergent de différents métaux. (Le Fonds Marsden du gouvernement a soutenu la recherche).
) "Ce que nous apprenons, c'est que la structure du gallium liquide est très importante", déclare Gaston. "C'est nouveau, car nous pensons généralement que les liquides n'ont pas de structure ou que leur structure est aléatoire." Les interactions entre les structures atomiques des différents métaux et le gallium liquide font apparaître des cristaux de formes différentes, ont montré les scientifiques.
Les cristaux comprenaient des cubes, des tiges, des plaques hexagonales et des flocons de neige en zinc. La symétrie à six branches du zinc, où chaque atome est entouré de six voisins à des distances équivalentes, explique la forme de flocon de neige. "Contrairement aux approches descendantes pour former des nanostructures - en découpant de la matière - cette approche ascendante repose sur l'auto-assemblage des atomes", explique Gaston. "C'est ainsi que la nature fabrique les nanoparticules, et c'est à la fois moins coûteux et beaucoup plus précis que les méthodes descendantes." Selon elle, cette recherche a ouvert une nouvelle voie inexplorée pour les nanostructures métalliques. "Il y a aussi quelque chose de très cool dans la création d'un flocon de neige métallique !"
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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