(Phys.org) — Des chercheurs de l'Université Aalto et de Paris Tech ont placé des gouttelettes d'eau contenant des nanoparticules magnétiques sur de fortes surfaces hydrofuges et les ont alignées dans diverses structures statiques et dynamiques à l'aide de champs magnétiques oscillants périodiques. C'est la première fois que des chercheurs démontrent une commutation réversible entre l'auto-assemblage statique et dynamique.

« Nous menons cette ligne de recherche car elle ouvre la voie à la création de nouveaux systèmes et matériaux réactifs et intelligents, " a déclaré le Dr Robin Ras de l'Université Aalto.

L'auto-assemblage est un processus dans lequel plusieurs composants forment des structures ou des motifs organisés sans direction externe. Le procédé est très intéressant à la fois pour les scientifiques et l'industrie, car de nombreux systèmes naturels reposent sur des structures auto-assemblées et peuvent inspirer davantage d'applications technologiques.

"La formation de la structure peut être soit statique, poussé par la minimisation de l'énergie, ou dynamique, entraînée par une alimentation continue en énergie. Au fil des années, nous avons réussi à créer des matériaux fonctionnels basés sur des hiérarchies statiques auto-assemblées. Ce système de modèles ouvre la voie à des matériaux dynamiques encore plus polyvalents, dans lequel les structures sont formées en fournissant de l'énergie, " a déclaré le professeur de l'Académie Olli Ikkala.

En utilisant le nouveau système de modèle, les chercheurs ont démontré que les modèles de gouttelettes statiques peuvent se transformer de manière réversible en modèles dynamiques lorsque l'énergie est fournie au système via un champ magnétique oscillant. La transition s'est avérée complexe et les schémas les plus compliqués ont émergé lorsque l'alimentation en énergie était juste suffisante pour entrer dans le régime d'auto-assemblage dynamique.

En plus de la science dure derrière l'auto-assemblage, les motifs de gouttelettes sont également visuellement captivants.

« Dans certains modèles, le mouvement des gouttelettes ressemble à celui de la danse. Nous le trouvons tout simplement magnifique, " a déclaré le Dr Jaakko Timonen.

Ce travail fait partie de la thèse de doctorat récemment achevée de Jaakko Timonen au département de physique appliquée de l'Université Aalto. Il s'agit d'une recherche pluridisciplinaire, alliant une expertise en synthèse magnétique de nanoparticules, surfaces superhydrophobes, et une compréhension approfondie des auto-assemblages.

« La vaste expertise de Jaakko Timonen a contribué à combiner trois domaines apparemment sans rapport :les revêtements hydrofuges de nanoparticules magnétiques, et auto-assemblage, " a déclaré le Dr Ras.

Les résultats ont été publiés dans Science le 19 juillet, intitulé "Auto-assemblage statique et dynamique commutable de gouttelettes magnétiques sur des surfaces superhydrophobes".