Des scientifiques de l'Université japonaise de Nagoya et de l'Institut national des matériaux Science ont découvert qu'une approche simple en une seule goutte est moins chère et plus rapide pour assembler des nanofeuilles fonctionnelles en une seule couche. Si le processus, décrit dans le journal ACS Nano , peut être agrandi, cela pourrait faire avancer le développement de l'électronique d'oxyde de nouvelle génération.

"Le drop casting est l'une des méthodes les plus polyvalentes et les plus rentables pour déposer des nanomatériaux sur une surface solide, " déclare Minoru Osada, scientifique en matériaux de l'Université de Nagoya, l'auteur correspondant de l'étude. "Mais il a de sérieux inconvénients, l'un étant ce que l'on appelle l'effet anneau de café :un motif laissé par les particules une fois que le liquide dans lequel elles se trouvent s'évapore. Nous avons trouvé, à notre grande surprise, que la convection contrôlée par une pipette et une plaque chauffante provoque un dépôt uniforme plutôt que le motif en forme d'anneau, suggérant une nouvelle possibilité pour le drop casting."

Le processus décrit par Osada est étonnamment simple, surtout par rapport aux techniques de carrelage actuellement disponibles, ce qui peut coûter cher, long, et inutile. Les scientifiques ont découvert que déposer une solution contenant des nanofeuillets 2D avec une simple pipette sur un substrat chauffé sur une plaque chauffante à une température d'environ 100°C, suivi de l'élimination de la solution, amène les nanofeuillets à se réunir en environ 30 secondes pour former une couche semblable à une tuile.

Les analyses ont montré que les nanofeuillets étaient uniformément répartis sur la surface du substrat, avec des écarts limités. C'est probablement le résultat de la tension superficielle qui détermine la dispersion des particules, et la forme de la gouttelette déposée change à mesure que la solution s'évapore.

Les scientifiques ont utilisé le procédé pour déposer des solutions de particules de dioxyde de titane, niobate de calcium, oxyde de ruthénium, et l'oxyde de graphène. Ils ont également essayé différentes tailles et formes d'une variété de substrats, y compris le silicium, dioxyde de silicone, verre de quartz, et le polyéthylène téréphtalate (PET). Ils ont découvert qu'ils pouvaient contrôler la tension superficielle et le taux d'évaporation de la solution en ajoutant une petite quantité d'éthanol.

Par ailleurs, l'équipe a utilisé avec succès ce processus pour déposer plusieurs couches de nanofeuilles carrelées, fabriquer des nanorevêtements fonctionnels aux caractéristiques diverses :conducteur, semi-conducteur, isolant, magnétique et photochromique.