Les nanomatériaux intelligents qui répondent à un stimulus externe sont une nouvelle génération de matériaux qui pourraient bouleverser presque tous les domaines de la science, des soins de santé à l'industrie lourde. Une équipe de recherche dirigée par l'Université des sciences et technologies du roi Abdallah (KAUST), Arabie Saoudite, a concocté une nouvelle façon de fabriquer des nanofils sensibles aux champs magnétiques dont les propriétés peuvent être adaptées à une tâche spécifique en ajustant simplement la durée de leur cuisson dans un four.

Les nanofils intelligents sont faciles et peu coûteux à fabriquer, a déclaré Jürgen Kosel du groupe Sensing Magnétisme et Microsystèmes de l'Université et qui a également dirigé la recherche. L'équipe a créé un gabarit d'oxyde d'aluminium poreux et a utilisé un courant électrique pour attirer le fer dans les pores, former des nanofils. En ajustant les conditions, l'équipe pourrait former des nanofils de fer monocristallins d'un micromètre de long ou des nanofils de fer polycristallins de 15 micromètres de long.

Ces nanofils polycristallins ont un grand potentiel comme outil de recherche biomédicale, a noté Kosel. Après avoir libéré les fils du gabarit, les chercheurs ont cuit les nanofils à 150 °C, une température qui oxyde l'extérieur du nanofil pour former une enveloppe d'oxyde de fer biocompatible. Plus les nanofils sont cuits longtemps, plus la coquille est épaisse et plus sa rémanence est faible, le magnétisme résiduel que les nanofils conservent après l'application puis l'élimination d'un champ magnétique externe.

La faible rémanence les rend parfaits pour la séparation cellulaire, dans lequel des particules magnétiques sont utilisées pour extraire certaines cellules d'un mélange, dit Kosel. Si les particules conservaient un magnétisme résiduel élevé, ils s'agglutineraient plutôt que de se disperser parmi les cellules cibles.

"Encore, ils doivent avoir une magnétisation élevée lorsqu'un champ magnétique est appliqué, " a-t-il noté. " C'est exactement ce que ces nanofils fournissent. "

Les nanofils de fer monocristallins se comportent différemment. Quelle que soit la durée de leur cuisson au four, ils ne forment qu'une fine couche d'oxyde de fer et conservent un fort magnétisme résiduel. Ce comportement magnétique robuste les rend adaptés aux applications industrielles à haute température, dit Kosel. « Dans les forages, les billes magnétiques sont utilisées pour détecter l'efficacité des puits. Nos nanofils peuvent survivre à des températures plus élevées et fournir une signature magnétique plus forte, " il ajouta.

La prochaine étape de l'équipe sera d'adapter les nanofils pour traiter le cancer, les régler pour chauffer et tuer sélectivement les cellules tumorales lorsqu'un champ magnétique est appliqué. Les capteurs à base de nanofils sont une autre voie de recherche. "La capacité d'ajuster les propriétés des nanofils est la découverte la plus importante de notre travail, " a déclaré Kosel. " Il permet la fabrication rentable d'un type de nanofil et de l'adapter à de nombreuses applications en le mettant simplement dans un four. "