En utilisant des sphères nanométriques comme point de départ, Le chercheur Juan Wang de l'Université de Twente (Institut MESA+) crée des structures fascinantes qui peuvent avoir un large éventail de formes et de fonctionnalités. Ils peuvent même obtenir une belle apparence de fleur avec des nanofils connectés par des nanosphères d'or. Les nouvelles nanostructures peuvent être conçues pour détecter des substances chimiques ou biologiques à leur surface. Ils ont des propriétés optiques uniques et peuvent également imiter une surface biologique qui attire ou repousse l'eau.

Construire avec des nanosphères permet d'ajouter des fonctionnalités étape par étape. Le point de départ le plus simple est une sphère en verre de silice de quelques centaines de nanomètres, tandis que le résultat final peut être une sphère recouverte de minuscules sphères d'or ou une avec des nanofils dépassant, ressemblant à la fleur d'allium en forme de sphère. En combinant des sphères et en créant une surface « ridée », une surface bio-inspirée est possible qui a les caractéristiques collantes d'un pétale de rose, ou le comportement hydrofuge d'une feuille de lotus à la place.

Code couleur

Wang décrit d'autres combinaisons puissantes. Comme les sphères peuvent agir comme des cristaux photoniques, reflétant une couleur de lumière spécifique, en combinaison, ils peuvent former un « filigrane » de couleur qui ne peut pas être copié. Dans l'analyse des matériaux, la technique de résonance plasmonique de surface (SPR) est souvent utilisée en combinaison avec des surfaces en or, c'est pourquoi les sphères recouvertes d'or sont si intéressantes. SPR fonctionne en projetant de la lumière sur la surface pour activer les électrons :localement, la lumière réfléchie donne des informations sur la substance au-dessus de l'or. La combinaison du SPR avec le comportement du cristal photonique peut même conduire à une analyse des matériaux à l'aide d'un simple balayage couleur dans lequel le changement de couleur peut être utilisé comme indication des substances liées, par exemple, en diagnostic.

Les sphères en forme de fleur reliées par les nanofils de silice sont en or sur le dessus, et ont des propriétés mouillantes spéciales. Ils peuvent être utilisés pour la manipulation de fluides, par exemple, en séparant l'huile et l'eau, ou comme composant de base dans les microréacteurs.

Nanofabrication ascendante

L'approche de la nano-fabrication de Wang est généralement ascendante :elle commence par un composant de base et ajoute des fonctionnalités en ajoutant de nouvelles particules avec différentes échelles de longueur. Dans la plupart des techniques de nanofabrication, les structures sont formées par enlèvement de matière par gravure, ajouter une nouvelle couche, graver à nouveau des motifs dans le nouveau calque, etc. Le nouveau, l'approche bio-inspirée ajoute une plate-forme puissante à des domaines comme la microfluidique, photonique et génie des matériaux.