L'équipe, dirigée par des chercheurs de l'Université de Californie à Berkeley et de l'Institut Paul Scherrer, a découvert ce phénomène intrigant en étudiant une classe de molécules appelées calixarènes. Les calixarènes sont des molécules en forme de coupe qui peuvent s'organiser en diverses structures lorsqu'elles sont mélangées en solution.
En utilisant une combinaison de techniques expérimentales et de modélisation théorique, les chercheurs ont découvert que, dans des conditions spécifiques, les calixarènes s'auto-assemblent en cinq couches ou « tranches » distinctes de matériau de taille nanométrique. Les structures résultantes ressemblent à des tranches de tarte, chaque couche ayant une épaisseur et une courbure uniformes.
Les chercheurs attribuent cet auto-assemblage spontané à l’équilibre entre les forces attractives et répulsives entre les molécules de calixarène. Les anneaux plats et aromatiques des molécules s'empilent pour former les couches, tandis que les groupes chargés situés aux bords de la molécule se repoussent, créant des espaces entre les couches.
La capacité des molécules à s'auto-organiser en structures complexes sans intervention extérieure a des implications significatives dans des domaines tels que la science des matériaux, la nanotechnologie et la chimie supramoléculaire. Comprendre les principes fondamentaux régissant ces processus d’auto-assemblage pourrait conduire à de nouvelles méthodes de conception de matériaux fonctionnels et de dispositifs à l’échelle nanométrique.
Au-delà des implications scientifiques, les chercheurs ont également été frappés par la beauté esthétique des structures auto-assemblées. La disposition uniforme des molécules en forme de tranches a créé des motifs qui ressemblent à de l’art abstrait ou même à des paysages vus d’en haut.
La découverte de ces structures de calixarène auto-assemblées ajoute à notre connaissance des molécules complexes qui dansent à l’échelle nanométrique, façonnant le monde qui nous entoure de manière inattendue et fascinante.
