Il existe des exemples d'art imitant la nature tout autour de nous, qu'il s'agisse des nénuphars pastel de Monet ou des formes de mer en verre soufflé de Chihuly, la conception humaine des phénomènes naturels éblouit mais ne surprend pas souvent.

Pourtant, lorsque la professeure agrégée de physique Latika Menon a regardé au microscope électronique l'automne dernier, elle a découvert exactement le contraire. Au lieu d'imiter la nature par l'art, elle a trouvé la nature imitant l'art.

Menon a grandi dans la région orientale de l'Inde et connaissait vaguement une danse culturelle de l'État occidental du Rajasthan, connue sous le nom de danse du pot Bhavai. Des danseurs agiles balancent leurs hanches alors qu'une grande pile de pots à ventre large se balance avec précaution au sommet de leur tête. De retour dans le labo de Northeastern, L'équipe de Menon a récemment créé des nanofils de nitrure de gallium, qui avait une ressemblance frappante avec cette pile de pots.

Quoi de plus, chercheur associé postdoctoral au laboratoire de Menon, Eugène Panaitescu, a pris le train en marche avec une référence artistique culturelle qui lui est propre. Panaitescu, qui vient de Roumanie, a également vu la célèbre colonne sans fin de son pays se refléter dans les nanofils. Dédié aux héros roumains tombés au combat pendant la Première Guerre mondiale, Le monolithe de 96 pieds de haut de Constantin Brancusi est composé de 17 losanges tridimensionnels, vacillant périodiquement d'une circonférence plus large à une circonférence plus étroite.

Mais les nanofils des chercheurs du Nord-Est ne se distinguent pas seulement par leur attrait esthétique. Le nitrure de gallium est utilisé dans une gamme de technologies, y compris le plus omniprésent dans les diodes électroluminescentes. Le matériau détient également un grand potentiel pour les panneaux de cellules solaires, semi-conducteurs magnétiques, dispositifs de communication à haute fréquence, et plein d'autres choses. Mais ces applications avancées sont limitées par notre capacité limitée à contrôler la croissance du matériau à l'échelle nanométrique.

La chose même qui rend les nanofils de Menon magnifiques représente une percée dans sa capacité à les traiter pour ces nouvelles utilisations. Elle a déposé sur un substrat de silicium de petites gouttelettes de métal d'or liquide, qui agissent comme des catalyseurs pour récupérer le nitrure de gallium gazeux de l'atmosphère du système expérimental. Le filet force entre la minuscule goutte d'or, le substrat solide, et le gaz fait croître le nanofil dans une direction particulière, elle a expliqué. Selon la taille du catalyseur d'or, elle peut créer des fils qui présentent des dentelures périodiques.

"Elle essaie d'abord de se développer vers l'extérieur, mais cela donne à l'or une plus grande surface, " dit-elle. " Alors maintenant, le fil est tiré vers l'intérieur, et puis l'or obtient une surface plus petite, donc elle pousse à nouveau vers l'extérieur. » Cette croissance vers l'intérieur et vers l'extérieur s'est répétée encore et encore pour créer une structure périodique près de 6 millions de fois plus petite que la colonne sans fin et est nettement plus prometteuse pour son utilisation dans des appareils avancés.

"Le fait qu'il y ait très peu de mise en œuvre de la technologie des nanofils dans les appareils électroniques ou optiques est dû au fait qu'il est très difficile de contrôler leur forme et leurs dimensions, " dit Menon. Mais maintenant qu'elle a un moyen très simple de contrôler la croissance, l'étape suivante consiste à contrôler la taille de la goutte catalytique avec laquelle elle démarre.

Un autre avantage de l'approche de Menon est d'utiliser ce que Panaitescu a appelé des "techniques macroscopiques" pour créer des matériaux à l'échelle nanométrique, le rendant ainsi évolutif et peu coûteux. "Nous contrôlons juste quelques paramètres puis laissons cela, laisse faire c'est chose naturelle, " expliqua Menon.