Notre corps a une remarquable capacité à guérir des chevilles cassées ou des poignets disloqués. Maintenant, une nouvelle étude a montré que certaines nanoparticules peuvent également « s'auto-guérir » après avoir subi une contrainte intense, une fois cette tension supprimée.

De nouvelles recherches menées par le laboratoire national d'Argonne du département américain de l'Énergie (DOE) et l'Université de Stanford ont découvert que les nanoparticules de palladium peuvent réparer les dislocations atomiques dans leur structure cristalline. Cette torsion nouvellement découverte pourrait finalement faire avancer la quête pour introduire des comportements d'auto-guérison dans d'autres matériaux.

"Il s'avère que ces nanoparticules fonctionnent beaucoup plus comme le corps humain guérissant d'une blessure que comme une machine cassée qui ne peut pas se réparer." - André Ulvestad, Scientifique des matériaux d'Argonne.

La recherche fait suite à une étude de l'année dernière, dans lequel les chercheurs d'Argonne ont examiné la manière semblable à une éponge dont les nanoparticules de palladium absorbent l'hydrogène.

Lorsque les particules de palladium absorbent l'hydrogène, leurs surfaces spongieuses gonflent. Cependant, l'intérieur des particules de palladium reste moins flexible. Alors que le processus se poursuit, quelque chose finit par se fissurer dans la structure cristalline d'une particule, disloquer un ou plusieurs atomes.

"On ne s'attendrait jamais à ce que la luxation se produise dans des conditions normales, " a déclaré Andrew Ulvestad, scientifique des matériaux d'Argonne, l'auteur principal de l'étude. "Mais il s'avère que ces nanoparticules fonctionnent beaucoup plus comme le corps humain qui guérit d'une blessure que comme une machine cassée qui ne peut pas se réparer."

Ulvestad a expliqué que les dislocations se forment comme un moyen pour le matériau de soulager la contrainte exercée sur ses atomes par l'infusion d'hydrogène supplémentaire. Lorsque les scientifiques retirent l'hydrogène de la nanoparticule, les luxations ont de la place pour se réparer.

En utilisant les rayons X fournis par la source avancée de photons d'Argonne, une installation utilisateur du DOE Office of Science, Ulvestad a pu suivre le mouvement des luxations avant et après le processus de guérison. Faire cela, il a utilisé une technique appelée imagerie de diffraction cohérente de Bragg, qui identifie une dislocation par les effets d'entraînement qu'elle produit dans le reste du réseau cristallin de la particule.

Dans certaines particules, la contrainte de l'absorption d'hydrogène a introduit de multiples dislocations. Mais même les particules qui se sont disloquées à plusieurs endroits pouvaient guérir au point où elles étaient presque vierges.

"Dans certains cas, nous avons vu cinq à huit luxations originales, et certains d'entre eux étaient profondément dans la particule, " dit Ulvestad. " Après la guérison de la particule, il y en aurait peut-être un ou deux près de la surface."

Bien qu'Ulvestad ait déclaré que les chercheurs ne savent toujours pas exactement comment le matériau guérit, cela implique probablement la relation entre la surface du matériau et son intérieur, il expliqua.

En comprenant mieux comment la matière guérit, Ulvestad et ses collègues espèrent adapter les dislocations pour améliorer les propriétés des matériaux. "Les luxations ne sont pas forcément mauvaises, mais nous voulons contrôler comment ils se forment et comment ils peuvent être supprimés, " il a dit.

L'étude, intitulé « L'auto-guérison des défauts induits par la transformation de la phase d'hydruration dans les nanoparticules de palladium, " paru le 9 novembre dans Communication Nature .