Des chercheurs de l'Université d'Akron ont développé de nouveaux matériaux qui fonctionnent à l'échelle nanométrique, ce qui pourrait conduire à la création d'ordinateurs portables plus légers, des téléviseurs plus minces et des écrans visuels de smartphones plus nets.

Appelés « tensioactifs géants » – ou films de surface et solutions liquides – les chercheurs, dirigé par Stephen Z.D. Cheng, doyen du Collège des sciences des polymères et de l'ingénierie des polymères de l'UA, a utilisé une technique connue sous le nom de nanopatterning pour combiner des nanoparticules moléculaires fonctionnelles avec des polymères pour construire ces nouveaux matériaux.

Les tensioactifs géants développés à l'UA sont gros, semblable aux macromolécules, pourtant ils fonctionnent comme des tensioactifs moléculaires à l'échelle nanométrique, dit Cheng. Le résultat? Nanostructures qui guident la taille des produits électroniques.

Nanomotif, ou des matériaux moléculaires auto-assemblants, est le génie derrière le petit, monde léger et rapide des gadgets modernes, et maintenant il a fait un pas de géant grâce aux chercheurs de l'UA qui disent que ces nouveaux matériaux, lorsqu'il est intégré à l'électronique, permettra le développement de l'ultra-léger, appareils compacts et efficaces en raison de leurs structures uniques.

Lors de leur auto-assemblage, les molécules forment un motif lithographique organisé sur des cristaux semi-conducteurs, à utiliser comme circuits intégrés. Cheng explique que ces matériaux d'auto-assemblage diffèrent des copolymères blocs courants (une partie d'une macromolécule, comprenant de nombreuses unités, qui présente au moins une caractéristique qui n'est pas présente dans les portions adjacentes) car elles s'organisent de manière contrôlable au niveau moléculaire.

"L'industrie informatique veut des puces aussi petites que possible afin de pouvoir fabriquer des appareils plus petits et plus rapides, " dit Cheng, qui sert également de R.C. Musson and Trustees Professeur de science des polymères à l'UA.

Il précise que la technique actuelle peut produire l'espacement de 22 nanomètres seulement, et ne peut pas descendre aux 10 nanomètres ou moins nécessaires pour créer de minuscules, pourtant puissant, dispositifs. Les tensioactifs géants, cependant, peut dicter des composants électroniques à plus petite échelle.

« C'est exactement ce que nous recherchons :des matériaux auto-assemblés qui s'organisent en plus petites tailles, dire, moins de 20 voire 10 nanomètres, " dit Cheng, égalant 20 nanomètres à 1/4, 000e le diamètre d'un cheveu humain.

Une équipe internationale d'experts, dont George Newkome, vice-président de l'UA pour la recherche, doyen de l'école doctorale, et professeur de science des polymères à l'UA; Er-Qiang Chen de l'Université de Pékin en Chine; Rong-Ming Ho de l'Université nationale Tsinghua de Taïwan; An-Chang Shi de l'Université McMaster au Canada; et plusieurs doctorants et post-doctorants du groupe Cheng, ont montré comment des nanostructures bien ordonnées dans divers états, comme dans les films minces et en solution, offrent de nombreuses applications en nanotechnologie.

L'étude de l'équipe est mise en évidence dans une demande de brevet en instance par le biais de la Fondation de recherche de l'Université d'Akron et dans un récent article de journal "Les surfactants géants fournissent une plate-forme polyvalente pour l'ingénierie des nanostructures inférieures à 10 nm" publié dans Actes de l'Académie nationale des sciences des États-Unis d'Amérique.

"Ces résultats ne sont pas seulement d'un intérêt scientifique pur pour le groupe restreint de scientifiques, mais aussi important pour un large éventail de personnes de l'industrie, " dit Cheng, notant que son équipe teste des applications réelles dans les technologies de nanopatterning et espère voir une commercialisation à l'avenir.