Une nanotige est commutée entre deux états – clair (signal élevé) et sombre (signal faible) par une impulsion électrique externe (trace rouge). L'état de la tige peut être lu instantanément à tout moment en utilisant une lumière polarisée. La tige mémorise l'état écrit le plus récemment jusqu'à l'arrivée de la prochaine "impulsion d'écriture".
Pour la toute première fois, les chercheurs ont réussi à créer des arrangements de colloïdes - de minuscules particules en suspension dans une solution - et, surtout, ils ont réussi à contrôler leur mouvement avec une précision et une vitesse élevées. Grâce à cette nouvelle technique mise au point par des scientifiques de l'Université de Zurich, les nanoparticules colloïdales pourraient jouer un rôle dans les technologies numériques du futur. Les nanoparticules peuvent être rapidement déplacées, nécessitent peu d'énergie et leur faible encombrement offre une grande capacité de stockage - tous ces attributs les rendent bien adaptés aux nouvelles applications de stockage de données ou aux écrans haute résolution.
Les colloïdes sont de minuscules particules finement réparties dans un liquide. Les suspensions de particules colloïdales nous sont plus familières en tant que boissons, cosmétiques et peintures. À un diamètre de l'ordre de dix à cent nanomètres, une seule particule de ce type est invisible à l'œil nu. Ces nanoparticules sont constamment en mouvement grâce au principe du mouvement brownien. Puisque les particules sont chargées électriquement, ils subissent des forces d'attraction et de répulsion qui peuvent être exploitées pour contrôler et manipuler leur comportement. Dans des expériences menées il y a cinq ans, Madhavi Krishnan, Professeur de Chimie Physique à l'Université de Zurich, réussi à la manipulation spatiale contrôlée de la matière à l'échelle nanométrique. Dans une nouvelle étude, elle et ses collègues ont maintenant démontré qu'il n'est pas seulement possible de confiner spatialement des nanoparticules, mais aussi de contrôler leur position et leur orientation dans le temps et de le faire dans un liquide, sans utiliser le contact physique.
Manipulation utilisant des signaux électriques et optiques
Les chercheurs de l'UZH ont développé une méthode qui permet de créer des nanostructures et de les manipuler de manière flexible. Ils ont pu organiser les minuscules particules dans de nouvelles structures avec la plus grande précision, puis manipuler leur mouvement. "La manipulation est rendue possible par l'interaction avec les champs électriques et optiques, " explique Madhavi Krishnan. Cette nouvelle approche utilisant des interactions intermoléculaires à température ambiante ne nécessite pas de températures ultrafroides. La nouvelle technologie offre également un fonctionnement extrêmement rapide et à faible frottement.
Plus petite, plus rapide et avec plus de capacité de stockage
Cette technique d'agencement et de manipulation du mouvement colloïdal permet de développer des matériaux et des dispositifs totalement nouveaux. « Les nanoparticules possèdent des propriétés très utiles pour les technologies numériques, et chaque particule individuelle peut maintenant être utilisée pour stocker et récupérer des données", explique Madhavi Krishnan. La manipulation ciblée de nanoparticules individuelles ouvre de nouvelles options pour leur application, y compris dans les futurs supports de stockage de données ou dans les écrans avec des résolutions jusqu'à présent difficiles à atteindre. "Cela permet des affichages sur le modèle du lecteur Kindle avec une taille de pixel mille fois plus petite et un temps de réponse beaucoup plus rapide, " explique le scientifique.
