Des structures qui pourraient bien être les plus petites vis du monde ont été fabriquées par des chercheurs de l'Agence pour la science, Technologie et Recherche (A*STAR), Singapour.

Le filetage enroulé sur une vis fait partie des structures « chirales » dont l'image miroir est différente de l'originale. Réduit à l'échelle nanométrique, ces structures pourraient jouer un rôle important dans la technologie des nanocapteurs. Cependant, faire une vis avec un fil droit n'est pas une mince affaire, même dans le monde macroscopique. La fabrication à l'échelle nanométrique a déjà utilisé des méthodes ascendantes qui font croître ou assemblent la structure dans un gaz ou une solution. Mais de telles approches peuvent être compliquées, lent et cher.

Jun Wei du Singapore Institute of Manufacturing Technology d'A*STAR et des collègues de l'A*STAR Institute of Materials Research and Engineering, Université technologique de Nanyang et Université technique de Nanjing en Chine, a développé une méthode plus simple qui utilise des techniques de gravure pour convertir un nanofil droit en une vis.

L'équipe a créé des nanofils d'argent de 10 micromètres, 80 nanomètres de diamètre et avec cinq côtés. Les structures ont été fixées à un substrat de silicium puis placées dans une solution de nitrure d'argent dans l'éthylène glycol à 80 degrés Celsius pendant 20 minutes. L'échantillon a ensuite été rincé et le processus répété cinq fois.

Lorsque les fils résultants ont été imagés à l'aide d'un microscope électronique à transmission à balayage, l'équipe a observé des crêtes et des rainures lisses rappelant des filets de vis. De façon intéressante, une telle structure n'était pas évidente lorsqu'une gravure en une seule étape était utilisée.

La gravure fonctionne généralement selon des directions cristallographiques spécifiques, conduisant à des structures symétriques, l'équipe a donc voulu savoir comment des facettes cristallines équivalentes pouvaient être gravées de manière anisotrope. Ils proposent que ce mode de gravure inhabituel puisse commencer par la création de piqûres aux frontières entre les cinq régions cristallographiques qui composent le nanofil pentagonal. Ces fosses fusionnent à un angle, poussé par la propension à minimiser l'énergie de surface, et ainsi créer des crêtes et des rainures qui s'enroulent autour du nanofil.

"Cette gravure sélective est entraînée par une vitesse de gravure plus rapide à certains emplacements de défauts sur le nanofil d'argent, " dit Wei. " Ainsi, nous pouvons convertir une structure régulière en une structure non symétrique."

De telles nanostructures chirales ont une surface beaucoup plus grande qu'un nanofil droit de taille similaire. Cela les rend potentiellement utiles pour les applications de détection. "Nous espérons ensuite utiliser les nanovis dans la fabrication de capteurs et de conducteurs transparents, " dit Wei.

Les chercheurs affiliés à A*STAR qui contribuent à cette recherche proviennent du Singapore Institute of Manufacturing Technology et de l'Institute of Materials Research and Engineering.