(PhysOrg.com) -- Lorsque l'or disparaît d'un endroit très important, cela signifie généralement des problèmes. A l'échelle nanométrique, cependant, il pourrait fournir plus de connaissances sur certains types de matériaux. Une découverte récente qui permet aux scientifiques de remplacer les nanoparticules d'or par des "espaceurs" factices a permis aux scientifiques de créer des matériaux avec des structures jamais vues auparavant, ce qui peut conduire à de nouvelles propriétés.
Dans une nouvelle étude, des chercheurs dirigés par le professeur Chad A. Mirkin de la Northwestern University ont utilisé les rayons X à haute intensité fournis par la ligne de lumière 5-ID de la source avancée de photons (APS) du laboratoire national d'Argonne du département américain de l'Énergie pour examiner les "superréseaux de nanoparticules"— des arrangements bien ordonnés de minuscules sphères nanométriques qui peuvent être manipulées pour adopter un certain nombre de propriétés différentes.
Les super-réseaux ont plusieurs caractéristiques qui les rendent particulièrement attrayants pour les scientifiques des matériaux, a déclaré Evelyn Auyeung, étudiante diplômée de Northwestern, l'un des principaux auteurs de l'étude. "Les super-réseaux sont définis par le fait qu'ils maintiennent une structure bien organisée sur des distances relativement longues, " dit-elle. " L'avantage d'une structure ordonnée est qu'elle vous donne une meilleure opportunité de régler ou de programmer les caractéristiques du matériau. "
Dans les expériences précédentes menées à Argonne, les scientifiques ont examiné l'effet de l'utilisation de l'ADN comme une sorte de colle pour renforcer la structure du réseau. Il a été démontré que l'ADN est un outil polyvalent qui dirige les nanoparticules dans une variété d'un, deux-, et des super-réseaux tridimensionnels, où le paramètre de réseau et les symétries dépendaient de la longueur de l'ADN, ainsi que la taille et la forme des particules utilisées.
En incorporant la particule d'espacement - une qui n'avait pas de noyau inorganique - à la place de la nanoparticule d'or, les chercheurs ont réussi à transformer la structure d'un réseau cubique centré sur le corps en un simple réseau cubique. Ils ont étendu cette technique à d'autres réseaux binaires et ont pu synthétiser de nombreux réseaux exotiques, dont un qui n'a pas d'équivalent naturel ou synthétique pour aucun matériau connu. "L'utilisation de ces particules factices nous donne accès à un tout nouvel espace de conception, " A déclaré Auyeung. "La prochaine étape consiste à étudier le type de propriétés que ces réseaux ont grâce à l'arrangement différent des nanoparticules. Si nous pouvons étudier pleinement cet espace de conception, nous pourrions peut-être accéder à de nouvelles propriétés émergentes à partir de ces matériaux."
La source avancée de photons du laboratoire national d'Argonne est l'une des quatre sources lumineuses de rayonnement synchrotron soutenues par le bureau des sciences du département de l'Énergie des États-Unis. L'APS est la source des faisceaux de rayons X les plus brillants de l'hémisphère occidental pour la recherche dans pratiquement toutes les disciplines scientifiques. Plus de 3, 500 chercheurs représentant les universités, industrie, et des établissements universitaires de chaque État américain visitent l'APS chaque année pour effectuer des recherches appliquées et fondamentales à l'appui de la mission BES.
Les résultats de la recherche ont été publiés dans le numéro de janvier de Nature Nanotechnologie .
