Des chercheurs de l'Université de l'Illinois à Urbana-Champaign et de la Northwestern University ont permis d'observer et de simuler l'auto-assemblage de matériaux cristallins à une résolution beaucoup plus élevée qu'auparavant.

En utilisant la modélisation informatique et une technique d'imagerie appelée microscopie électronique en phase liquide, l'équipe a localisé les mouvements individuels de minuscules particules nanométriques lorsqu'elles s'orientent dans des réseaux cristallins. Les travaux confirment que les nanoparticules synthétiques - les éléments constitutifs fondamentaux de nombreux matériaux synthétiques et biologiques - peuvent s'assembler de manière beaucoup plus complexe que les particules plus grosses, les chercheurs ont dit, et ouvre la voie à des applications plus générales pour la minéralisation, médicaments, optique et électronique.

La nouvelle étude, dirigé par Qian Chen, professeur de science et d'ingénierie des matériaux à l'U. of I., et Erik Luijten, un professeur du nord-ouest de la science et de l'ingénierie des matériaux et des sciences de l'ingénieur et des mathématiques appliquées, est publié dans la revue Matériaux naturels .

« L'imagerie et la modélisation sont effectuées en routine pour des particules d'environ 1 micromètre, " dit Luijten, qui a dirigé la partie modélisation informatique de l'étude. "Ici, nous avons de nouvelles techniques qui peuvent le faire pour des particules de 100 nanomètres, 10 fois plus petites qu'auparavant."

Parce que les nanoparticules sont très petites et interagissent dans des solutions liquides, vérifier leurs voies de cristallisation par observation directe n'était pas possible avant la microscopie électronique en phase liquide, dit Chen, qui a dirigé la partie expérimentale de l'étude.

L'équipe de Chen a effectué des expériences de laboratoire en utilisant de minuscules prismes d'or dans un fluide, observant de près les particules qui ont commencé à interagir les unes avec les autres.