Parfois, ce sont les petites choses du monde qui peuvent faire une différence incroyable. L'une de ces choses est la nanoparticule. Les nanoparticules peuvent être petites, mais ils ont une variété d'applications importantes dans des domaines tels que, Médicament, fabrication, et de l'énergie. Une équipe de chercheurs de l'Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST) a récemment découvert une structure unique de nanoparticules de cuivre-argent qui a un noyau d'un élément entouré d'une "cage" de l'autre élément. Cependant, la cage ne couvre pas certaines zones du noyau, qui ressemble beaucoup aux flotteurs de pêche japonais en verre traditionnellement recouverts de corde appelés ukidama.

Cette structure d'ukidama jamais découverte auparavant peut avoir des propriétés qui peuvent aider l'équipe dans sa mission pour une nanotechnologie optimale. Les résultats ont été publiés dans Nanoéchelle .

"L'ukidama est une structure unique, ce qui signifie qu'il peut probablement nous donner des propriétés uniques, " a déclaré Panagiotis Grammatikopoulos, premier auteur et chef de groupe de l'unité OIST Nanoparticles by Design. "L'idée est que maintenant que nous connaissons cette structure, nous pourrons peut-être l'adapter à nos applications."

Les chercheurs de l'OIST travaillent en permanence à la création et à la conception de nanoparticules utilisables en technologie biomédicale. Spécifiquement, l'équipe travaille à la conception des nanoparticules optimales pour des technologies telles que les capteurs de gaz intelligents qui peuvent envoyer des informations sur ce qui se passe à l'intérieur de votre corps à votre téléphone intelligent pour de meilleurs diagnostics. Une autre application est le biocapteur sans étiquette, un appareil capable de détecter des substances chimiques sans l'entrave des marqueurs fluorescents ou radioactifs. L'identification de la structure de l'ukidama est importante dans cette entreprise car le fait d'avoir une nouvelle structure augmente les possibilités d'avancées technologiques.

"Plus nous pouvons contrôler de paramètres, plus nous avons de flexibilité dans nos applications et nos appareils, " Prof. Mukhles Sowwan, auteur et chef de l'unité Nanoparticles by Design de l'OIST. "Par conséquent, nous devons optimiser de nombreuses propriétés de ces nanoparticules :la taille, composition chimique, cristallinité, forme, et structurer."

La découverte de la structure ukidama a été faite par pulvérisation simultanée d'atomes de cuivre et d'argent, mais indépendamment, par un système de pulvérisation magnétron à haute température. Lorsque les atomes ont commencé à se refroidir, ils se sont combinés en nanoparticules bimétalliques. Pendant le processus de pulvérisation, les chercheurs pourraient contrôler le rapport de l'argent au cuivre, avec le taux de puissance avec lequel les atomes ont été pulvérisés. Ils ont découvert que la structure ukidama était possible, surtout quand le cuivre était l'élément dominant, puisque les atomes d'argent ont une tendance plus élevée à diffuser sur la surface des nanoparticules. De leurs découvertes expérimentales, l'équipe a pu créer des simulations qui peuvent clairement montrer comment les nanoparticules d'ukidama se forment.

L'équipe cherche maintenant à voir si cette structure peut être recréée dans d'autres types de nanoparticules, ce qui pourrait être une étape encore plus importante dans l'optimisation des nanoparticules pour les applications biomédicales et la nanotechnologie.

"Nous concevons et optimisons des nanoparticules pour les dispositifs biomédicaux et les nanotechnologies, " dit Sowwan. " Parce que l'ukidama est une nouvelle structure, il peut avoir des propriétés qui pourraient être utilisées dans nos applications."

Coauteur, Antoine Galea, anciennement de l'Unité Nanoparticules par conception, était responsable de la partie expérimentale de cette étude et a depuis déménagé à la section Technologie et licences de l'OIST pour aider la recherche - comme ce travail effectué avec des nanoparticules pouvant être utilisées dans des applications - à entrer sur le marché.

"Notre objectif est de faire passer la recherche créée par l'OIST du laboratoire au monde réel, " Galea a déclaré. "C'est une façon dont le travail effectué à l'OIST, comme par l'Unité Nanoparticules par conception, peut profiter à la société.