Le Dr Stephanie Hoeppener travaille avec un microscope à force atomique pour lequel une équipe de chercheurs d'Iéna a développé une nouvelle procédure permettant de produire des sondes plus pointues. Crédit :Jan-Peter Kasper/Université Jena
Des scientifiques de l'université Friedrich-Schiller d'Iéna (Allemagne) ont réussi à améliorer un procédé de fabrication d'embouts de sonde de microscopie à force atomique (AFM).
La microscopie à force atomique est capable de numériser des surfaces de sorte que même les plus petites nanostructures deviennent visibles. La connaissance de ces structures est par exemple importante pour le développement de nouveaux matériaux et systèmes de support pour les substances actives. La taille de la sonde est très importante pour la qualité de l'image car elle limite les dimensions pouvant être visualisées - plus la sonde est petite, plus les structures révélées sont petites.
Les nanotubes de carbone sont censés être un matériau supérieur pour l'amélioration de telles sondes à balayage. Cependant, il est difficile de les attacher sur les sondes de balayage, ce qui limite leur utilisation pratique.
Les chimistes de l'université Friedrich-Schiller d'Iéna ont trouvé un moyen de surmonter ces problèmes. L'équipe de recherche du Prof. Dr. Ulrich S. Schubert a réussi à développer un nouveau type de procédé qui permet la croissance de nanotubes de carbone sur la sonde de balayage elle-même. Ces découvertes innovantes sont publiées dans le Nano lettres et sont disponibles en ligne.
Le Dr Stephanie Hoeppener de l'Université d'Iéna tient un cylindre de verre avec des nanotubes de carbone pour la microscopie à force atomique. Crédit :Jan-Peter Kasper/Université Jena
Pour ce processus, les scientifiques de Jena utilisent un rayonnement micro-ondes pour une croissance douce mais très rapide des nanotubes. La croissance commence à de petites particules de cobalt, qui sont repris à l'aide de la pointe AFM. "Les particules métalliques chauffent fortement au micro-ondes et atteignent une température suffisante pour convertir la vapeur d'alcool en carbone. Le processus de chauffage fonctionne de la même manière qu'une cuillère oubliée dans le micro-ondes de la cuisine qui absorbe également très efficacement le rayonnement micro-ondes, " explique Tamara Druzhinina de l'équipe de recherche de Schubert. " Les nanotubes de carbone peuvent croître très rapidement en raison des conditions particulières à l'intérieur du micro-ondes qui peut générer une pression allant jusqu'à 20 bars ", ajoute sa collègue, le Dr Stephanie Hoeppener.
Le chimiste d'Iéna, le professeur Schubert, souligne les avantages pratiques du procédé :« La méthode que nous avons développée peut potentiellement aboutir à une technologie de production très rentable, par exemple des sondes haute résolution pour la microscopie à balayage à force. Celles-ci sont déjà disponibles sur le marché mais ils sont très chers à 350 euros pièce.Avec le processus, nous pouvons atteindre un niveau de prix, cela justifierait l'utilisation de telles pointes également uniquement pour les mesures de routine."
