(Phys.org) — Le cosmos en miniature :des chercheurs allemands ont produit des nanoparticules entourées d'un groupe de nanoparticules plus petites comme une planète en orbite autour de satellites. Ils ont équipé de plus grandes nanoparticules d'or avec des polymères spéciaux en forme d'étoile, qui à leur tour se lient à des nanoparticules d'or plus petites. Comme le rapportent les chercheurs dans la revue Angewandte Chemie , il est possible de contrôler précisément la distance entre les minuscules "satellites" et leur "planète" centrale au moyen du poids moléculaire - et donc de la longueur de chaîne - des polymères.

Comme tous les humains, les chercheurs aiment la bonne esthétique. Ils se plaisent aux architectures nanoscopiques inhabituelles avec des structures ordonnées et sont curieux de savoir quelles propriétés physiques intéressantes sont inhérentes à de telles structures. Ces propriétés peuvent souvent être extrêmement utiles. Par exemple, des nanoarchitectures constituées d'une nanoparticule centrale entourée de nanoparticules plus petites à une distance précisément définie pourraient être utilisées comme capteurs, comme "règles" pour mesurer les nano-objets biologiques, et en tant que systèmes de transport pour délivrer des médicaments spécifiquement aux cellules tumorales. Cependant, les chercheurs n'avaient pas encore trouvé de méthode pour produire facilement et efficacement une variété de nanosystèmes planète-satellite, une exigence critique pour l'étude et l'utilisation pratique de telles nanoarchitectures.

Christin Rossner et Philipp Vana de l'Université de Göttingen ont maintenant développé une telle technique. En son centre se trouvent des polymères produits par une polymérisation RAFT (reversible addition-fragmentation chain transfer). RAFT est une technique de synthèse ciblée de polymères avec un degré de polymérisation défini avec précision; il en résulte des polymères très uniformes avec des longueurs de chaîne contrôlables avec précision. Parce qu'il s'agit d'un processus contrôlé, il est également possible de synthétiser des architectures moléculaires plus compliquées, tels que les polymères en forme de peigne ou en forme d'étoile. Rossner et Vana ont choisi d'utiliser des polymères en étoile constitués d'un centre avec quatre chaînes latérales sortant comme des rayons. Les chaînes latérales ont des groupes trithiocarbonate à leurs extrémités. Ces groupes se lient très bien aux surfaces d'or.

Les chercheurs ont traité des nanoparticules d'or avec ces polymères étoiles. Deux à trois des "rayons" se lient à la surface tandis que les un ou deux rayons restants restent libres et disponibles pour se lier plus tard aux plus petites nanoparticules d'or satellites. Le poids moléculaire des polymères des étoiles - et donc la longueur des rayons - peut être utilisé pour contrôler avec précision les distances entre les planètes et les satellites. Les satellites peuvent également être équipés de chaînes polymères qui ont certains groupes chimiques à leurs extrémités. Il est ainsi possible de fabriquer des échafaudages de nanoparticules d'or avec une variété de groupes réactifs à une distance définie du noyau central.