Une image de microscopie à effet tunnel de la grille supramoléculaire développée par l'USF avec une superposition de modélisation moléculaire. Crédit :Université de Floride du Sud
Des scientifiques de l'Université de Floride du Sud ont franchi une nouvelle étape dans le développement de supramolécules bidimensionnelles, les éléments constitutifs qui rendent possibles les domaines de la nanotechnologie et des nanomatériaux.
Depuis la découverte du graphène en 2004, le matériau le plus fin (un atome d'épaisseur) et le plus résistant (200 fois plus résistant que l'acier) au monde, les chercheurs ont travaillé à développer davantage des nanomatériaux similaires pour l'industrie, pharmaceutiques et autres usages commerciaux. Grâce à ses propriétés conductrices et sa résistance, Le graphène peut être utilisé en microélectronique pour fortifier les matériaux mécaniques et a récemment permis une imagerie 3D précise des nanoparticules.
Alors que les travaux visant à développer de nouvelles supramolécules capables d'applications ultérieures ont connu un certain succès, ces formations moléculaires sont soit petites - moins de 10 nanomètres - ou s'assemblent arbitrairement, limitant leur utilisation potentielle. Mais maintenant, nouvelle recherche publiée dans Chimie de la nature , décrit un bond en avant profond dans le progrès supramoléculaire.
« Notre équipe de recherche a su surmonter l'un des obstacles supramoléculaires majeurs, développer une structure supramoléculaire bien définie qui pousse l'échelle des 20 nanomètres, " dit Xiaopeng Li, professeur agrégé au département de chimie de l'USF et chercheur principal de l'étude. "C'est essentiellement un record du monde pour ce domaine de la chimie."
Un modèle moléculaire de la supramolécule développée par l'USF. Crédit :Université de Floride du Sud
Li, avec son équipe de recherche USF, collaboré avec l'équipe de Saw Wai Hia au Laboratoire national d'Argonne et à l'Université de l'Ohio, ainsi que plusieurs autres instituts de recherche américains et internationaux sur cet effort.
Les supramolécules sont de grandes structures moléculaires constituées de molécules individuelles. Contrairement à la chimie traditionnelle, qui se concentre sur les liaisons covalentes entre les atomes, la chimie supramoléculaire étudie les interactions non covalentes entre les molécules elles-mêmes. À plusieurs reprises, ces interactions conduisent à l'auto-assemblage moléculaire, formant naturellement des structures complexes capables de remplir une variété de fonctions.
Dans cette dernière étude, l'équipe a pu construire une grille hexagonale métallo-supramoléculaire de 20 nm de large en combinant des processus d'auto-assemblage intra- et intermoléculaires. Li dit que le succès de ce travail fera progresser la compréhension des principes de conception régissant ces formations moléculaires et pourrait un jour conduire au développement de nouveaux matériaux avec des fonctions et des propriétés encore à découvrir.
