Les scientifiques de QUT ont trouvé une nouvelle façon passionnante de manipuler et de concevoir les matériaux du futur au niveau atomique et de modifier leur comportement à plus grande échelle, ce qui ouvre la voie à de nouvelles applications telles que les biomarqueurs précoces du cancer.

Ils ont illustré leurs découvertes avec la création de nano « tamis » qui peuvent aider à séparer les molécules jusqu'à une taille sans précédent de 10, 000 fois plus fin qu'un cheveu humain.

La recherche, Mise en forme des pores superplastiques à l'échelle nanométrique par irradiation ionique, a été publié dans Communication Nature aujourd'hui et rédigé par le Dr Morteza Aramesh, Dr Mayamei Yashar, Dr Annalena Wolff, et le professeur Kostya (Ken) Ostrikov.

Professeur Ostrikov, de la Faculté des sciences et de l'ingénierie de QUT et de l'Institut de la santé et de l'innovation biomédicale, a déclaré qu'il s'agissait d'un exemple des possibilités d'utiliser des faisceaux d'ions hélium générés dans un microscope à ions hélium pour modifier le comportement des atomes et créer de nouveaux matériaux.

"Nous avons découvert qu'un faisceau d'ions hélium énergétiques généré dans un microscope à ions hélium réarrangeait un matériau d'alumine anodisée nanoporeuse à l'échelle atomique et rétrécissait ses pores à divers, des tailles minuscules sans précédent, " a déclaré le professeur Ostrikov.

« Ces minuscules pores signifient que les scientifiques pourraient potentiellement « tamiser » des molécules en différentes tailles pour les étudier individuellement. Cela pourrait ouvrir la voie à une détection précoce du cancer, par exemple, par un test sanguin qui pourrait détecter l'ADN produit par un cancer avant que la tumeur ne se développe.

"Cette nouvelle manipulation de la matière assistée par ions sur la plus petite des échelles de longueur a complètement changé le comportement de l'oxyde d'aluminium : lorsque nous avons appliqué une exposition modérée aux ions d'hélium, ses pores se sont rétrécis, lorsque nous avons augmenté l'exposition aux ions, cette céramique normalement fragile et poreuse s'est transformée en un superplastique et a acquis la capacité de s'étirer plus de deux fois sans se casser. »

Dr Wolff, du Centre de recherche analytique de QUT à l'Institute for Future Environments, a déclaré que la découverte permettrait aux scientifiques de jouer avec les matériaux et de voir les propriétés des matériaux changer en temps réel.

"Nous pouvons maintenant jouer avec les liaisons atomiques et voir comment nous pouvons les utiliser pour influencer la manipulation de la matière à l'échelle nanométrique, " a déclaré le Dr Wolff.

Dr Aramesh, l'auteur principal de l'étude, a déclaré que pour les chercheurs et les ingénieurs, cette découverte offrait de nouvelles méthodes potentielles pour concevoir de futurs matériaux intelligents.

"Cette nouvelle façon de reconcevoir les matériaux aidera les chercheurs et les ingénieurs à créer de nouveaux matériaux intelligents avec différentes fonctions, par exemple, nouveaux produits pharmaceutiques, diagnostic des maladies et informatique quantique, " a déclaré le Dr Aramesh.

"Nous pouvons utiliser des microscopes à ions hélium pour imager presque n'importe quel matériau et pour construire des structures aussi petites qu'un brin d'ADN, si petit que vous pourriez en mettre 64 milliards dans une seule goutte de pluie.

"Maintenant, nous pouvons voir et manipuler la matière à l'échelle nanométrique, nous ne sommes limités que par notre imagination dans la conception de matériaux."