Des chercheurs de l'État de Caroline du Nord développent une technique pour assembler des nanoparticules en filaments (à gauche) dans un liquide. Les filaments peuvent être cassés (au milieu) puis remontés (à droite). Crédit :Bhuvnesh Bharti.
Si vous souhaitez former des chaînes de nanoparticules très flexibles dans un liquide afin de construire de minuscules robots avec des articulations flexibles ou de fabriquer des gels magnétiquement auto-cicatrisants, il faut retomber en enfance et penser aux châteaux de sable.
Dans un article publié cette semaine dans Matériaux naturels , des chercheurs de l'Université d'État de Caroline du Nord et de l'Université de Caroline du Nord-Chapel Hill montrent que des nanoparticules magnétiques enfermées dans des coquilles liquides huileuses peuvent se lier dans l'eau, tout comme les particules de sable mélangées à la bonne quantité d'eau peuvent former des châteaux de sable.
"Parce que l'huile et l'eau ne se mélangent pas, l'huile mouille les particules et crée des ponts capillaires entre elles afin que les particules se collent au contact, " dit Orlin Velev, Professeur INVISTA de génie chimique et biomoléculaire à NC State et auteur correspondant de l'article.
« Nous ajoutons ensuite un champ magnétique pour organiser les chaînes de nanoparticules et fournir une directionnalité, " dit Bhuvnesh Bharti, professeur adjoint de recherche en génie chimique et biomoléculaire à l'État de Caroline du Nord et premier auteur de l'article.
Refroidir l'huile, c'est comme sécher le château de sable. Réduire la température de 45 degrés Celsius à 15 degrés Celsius gèle le pétrole et fragilise les ponts, conduisant à la rupture et à la fragmentation des chaînes de nanoparticules. Pourtant, les chaînes de nanoparticules brisées se reformeront si la température augmente, l'huile se liquéfie et un champ magnétique externe est appliqué aux particules.
"En d'autres termes, ce matériau est sensible à la température, et ces structures souples et flexibles peuvent être séparées et réarrangées, " dit Velev. " Et il n'y a pas d'autres produits chimiques nécessaires. "
"Cette recherche est le résultat d'une collaboration initiée par le NSF Materials Research Science and Engineering Center qui facilite les interactions entre les universités Triangle." dit Michael Rubinstein, John P. Barker, professeur distingué de chimie à l'UNC et l'un des co-auteurs de l'article.
