(Phys.org) — Pensez aux fenêtres recouvertes d'un film transparent qui absorbe les rayons ultraviolets nocifs du soleil et les utilise pour produire de l'électricité. Envisagez une membrane de filtration d'eau qui bloque les virus et autres micro-organismes de l'eau, ou une batterie de voiture électrique qui intègre un revêtement pour lui donner une durée de vie extra longue entre les charges.

Le film séquencé de copolymère auto-assemblé qui rend tout cela possible est maintenant fabriqué avec des nanostructures finement organisées, en leur donnant de multiples fonctions et une flexibilité à un niveau macroscopique jamais vu auparavant. Gupreet Singh, un doctorat candidat à l'Université d'Akron College of Polymer Science and Polymer Engineering, a conduit une équipe de chercheurs à concevoir une méthode qui permet aux films de s'assembler eux-mêmes et leur permet de servir de modèles ou directement de produits finis. Les films peuvent être intégrés avec des nanoparticules qui permettent tout, du stockage de données à la purification de l'eau.

Superposés avec des nanomotifs qui leur permettent d'être implantés avec une variété de fonctions-électronique, thermique ou chimique - les films peuvent être produits à un niveau industriel, ce qui n'est pas une mince affaire dans le monde de la science, déclare Alamgir Karim, membre de l'équipe de recherche, doyen associé de la recherche pour le Collège UA des sciences des polymères et de l'ingénierie des polymères et professeur titulaire de la chaire Goodyear en ingénierie des polymères. Parmi les autres collaborateurs de recherche, citons Kevin Yager du Brookhaven National Laboratory à Upton, NEW YORK., Brian Berry de l'Université de l'Arkansas et Ho-Cheol Kim de la division de recherche IBM du centre de recherche Almaden à San Jose, Californie.

"Nous avons déplacé la fabrication de films du micron au mètre, ouvrir des voies du labo à la fabrication, " dit Karim. " Fondamentalement, cela nous permet de pratiquer les nanosciences à grande échelle. Nous pouvons désormais produire ces films rapidement et à moindre coût, mais avec précision et sans compromis sur la qualité."

Créé avec rapidité et uniformité, compatible avec les surfaces souples, et soumis à des températures extrêmes, les films minces de copolymère—développés au National Polymer Innovation Center à UA—sont notés dans deux récents ACS Nano articles de revue "Dynamic Thermal Field-Induced Soft-Shear for Highly Oriented Block Copolymer Thin Films" et "Large-Scale Roll-to-Roll Fabrication of Vertically Oriented Block Copolymer Thin Films".

Financé par la National Science Foundation, la recherche représente une renaissance prête à être commercialisée d'une technologie développée par les laboratoires Bell dans les années 1950 pour la purification des métaux et des semi-conducteurs et adaptée dans les années 1980 pour la cristallisation des polymères. Depuis, la technologie est restée en sommeil, jusqu'à maintenant.

"Nous avons relancé la technologie et l'avons rendue évolutive, ouvrant des opportunités pour la fabrication à grande échelle, " Karim dit, notant qu'IBM a exprimé son intérêt à poursuivre la recherche et le développement de la technologie et explore des applications allant des membranes pour batteries au stockage sur bande magnétique haute densité.

"Le processus devrait intéresser un large éventail d'industries, de la haute technologie à la basse technologie, dans le monde entier, " Karim ajoute. " La fabrication de ces nanostructures peut être effectuée sur des plateformes industrielles telles que la fabrication roll-to-roll d'UA (développée par le collaborateur Distinguished Professor of Polymer Engineering Miko Cakmak) à des vitesses relativement élevées qui n'étaient pas possibles auparavant. "