Cela montre le signal d'amplitude de prise AFM d'un anneau dibloc dans les derniers stades du recuit. Une instabilité de type Plateau-Rayleigh s'est développée et l'anneau montre la formation de quatre gouttelettes distinctes. La zone de numérisation est d'environ 54 × 54 m2. Crédit :European Physical Journal E
Les scientifiques ont découvert comment la nature minimise les coûts énergétiques dans des anneaux de liquides avec une nanostructure interne constituée de deux polymères chimiquement discordants liés par des liaisons fortes, ou di-blocs, déposé sur une surface de silicium, dans un article sur le point d'être publié dans Revue Physique Européenne E .
Josh McGraw et ses collègues de l'Université McMaster, Canada, et l'Université de Reading, ROYAUME-UNI, ont d'abord créé des anneaux de polymères diblocs qu'ils comparent à la construction de beignets à partir de blocs Lego en raison de la nature du matériau utilisé. Ce matériau a une structure interne discrétisée comme des blocs Lego, résultant en des anneaux se rapprochant de la forme homogène d'un beignet (voir la photo d'assemblages nanométriques inédits qui illustre ce rapport).
McGraw et ses collègues ont mesuré la dynamique des bords en interaction dans des structures en anneau qui affichent des pas asymétriques, c'est à dire., espacement différent à l'intérieur et à l'extérieur de l'anneau, lors de sa création initiale. Ils ont découvert que l'interaction qui façonne l'anneau au fil du temps est la répulsion entre les bords. Alors que les détails moléculaires restent insaisissables, la source de cette répulsion est intuitive :une arête est un défaut qui perturbe le profil de surface avec un coût associé à l'énergie de surface.
La répulsion des bords empêche deux bords voisins de se rapprocher trop l'un de l'autre. À l'approche de deux arêtes isolées, la perturbation s'écarte davantage, déformant ainsi la structure de bord d'équilibre et augmentant l'énergie libre. Pour les anneaux uniquement soumis à l'interaction répulsive des bords, les auteurs ont constaté que la forme d'équilibre de leurs bords devait être symétrique.
Ces bords pourraient être considérés comme des défauts dans un matériau avec un ordre par ailleurs parfait à l'échelle nanométrique. Ainsi, la recherche basée sur l'élucidation des interactions entre défauts pourrait aider les scientifiques à essayer d'éliminer ces défauts en comprenant comment ces matériaux s'auto-assemblent. De tels systèmes pourraient également fournir une base idéale pour créer des motifs à l'échelle nanométrique, stockage de données, et la nanoélectronique.
