(Phys.org)—Imaginez une puce informatique qui peut s'assembler toute seule. Selon Eric M. Furst, professeur de génie chimique et biomoléculaire à l'Université du Delaware, les ingénieurs et les scientifiques sont sur le point de faire de cette nanotechnologie et d'autres formes évolutives une réalité grâce aux nouveaux jalons de l'utilisation des nanoparticules comme éléments constitutifs de matériaux fonctionnels.

Furst et ses chercheurs postdoctoraux, James Swan et Paula Vasquez, avec des collègues de la NASA, l'Agence spatiale européenne, Zin Technologies et Université Lehigh, a rapporté la découverte le 17 septembre dans un article du Actes des Académies nationales des sciences ( PNAS ) édition en ligne.

Intitulé "Cinétique multi-échelles d'une transition de phase colloïdale dirigée par le champ, " l'article détaille comment l'équipe de recherche explore les colloïdes, particules microscopiques qui sont à peine centièmes du diamètre d'un cheveu humain, pour mieux comprendre comment les nano-"blocs de construction" peuvent être dirigés pour "s'auto-assembler" en structures spécifiques.

L'équipe de recherche a étudié les colloïdes paramagnétiques tout en appliquant périodiquement un champ magnétique externe à différents intervalles. Avec juste la bonne fréquence et la bonne intensité de champ, l'équipe a pu observer la transition des particules d'une manière aléatoire, solide comme un matériau en structures ou réseaux cristallins hautement organisés.

Selon Furst, professeur au Département de génie chimique et biomoléculaire de l'UD, personne auparavant n'a jamais été témoin de cette "séparation de phase" guidée des particules.

"Ce développement est passionnant car il donne un aperçu de la façon dont les chercheurs peuvent construire des structures organisées, cristaux de particules, en utilisant des champs de direction et cela peut inciter à de nouvelles découvertes sur la façon dont nous pouvons faire en sorte que les matériaux s'organisent, " a déclaré Furst.

Parce que la gravité joue un rôle dans la façon dont les particules s'assemblent ou se désassemblent, l'équipe de recherche a étudié les suspensions à bord de la Station spatiale internationale (ISS) grâce à des efforts de collaboration avec des scientifiques et des astronautes de la NASA. Une observation intéressante, Furst a rapporté, était la façon dont la structure formée par les particules grossissait lentement, puis s'est rapidement développée et séparée - de la même manière que l'huile et l'eau se séparent lorsqu'elles sont combinées - avant de se réaligner en une structure cristalline.

Déjà, Le laboratoire de Furst a créé de nouveaux nanomatériaux à utiliser dans les matériaux de communication optique et les revêtements de barrière thermique. Ce nouveau détail, ainsi que d'autres données enregistrées sur le processus, permettra désormais aux scientifiques de découvrir d'autres voies pour manipuler et créer de nouveaux nanomatériaux à partir de blocs de construction de nanoparticules.

"Maintenant, quand nous avons une particule qui répond à un champ électrique, nous pouvons utiliser ces principes pour guider cet assemblage en structures avec des propriétés utiles, comme en photonique, " Ajouta Furst.

Le travail pourrait potentiellement s'avérer important dans la fabrication, où la capacité de préprogrammer et de diriger l'auto-assemblage de matériaux fonctionnels est fortement souhaitée.

"C'est la première fois que nous présentons la relation entre une structure initialement désordonnée et une structure hautement organisée et au moins l'un des chemins entre les deux. Nous sommes ravis car nous pensons que le concept d'auto-assemblage dirigé permettra un forme évolutive de nanotechnologie, " il a dit.