Des scientifiques imitent la nature pour créer des flocons de neige métalliques à base de nanoparticules : des scientifiques néo-zélandais et australiens travaillant au niveau des atomes ont créé quelque chose d’inattendu : de minuscules flocons de neige métalliques.

Des scientifiques néo-zélandais et australiens travaillant au niveau des atomes ont créé quelque chose d’inattendu : de minuscules flocons de neige métalliques. Pourquoi est-ce important ? Parce que convaincre des atomes individuels de coopérer de la manière souhaitée conduit à une révolution de l’ingénierie et de la technologie via les nanomatériaux (et créer des flocons de neige, c’est cool.) Les structures à l’échelle nanométrique (un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre) peuvent aider la fabrication électronique, rendre les matériaux plus solides et plus légers , ou aider à nettoyer l’environnement en se liant aux toxines.

Pour créer des nanocristaux métalliques, des scientifiques néo-zélandais et australiens ont expérimenté le gallium, un métal doux et argenté qui est utilisé dans les semi-conducteurs et, exceptionnellement, se liquéfie juste au-dessus de la température ambiante. Leurs résultats viennent d’être publiés dans la revue La science.

Le professeur Nicola Gaston et le chercheur Dr Steph Lambie, tous deux de Waipapa Taumata Rau, Université d’Auckland, et le Dr Krista Steenbergen de Te Herenga Waka, Université Victoria de Wellington, ont collaboré avec des collègues australiens dirigés par le professeur Kourosh Kalantar-Zadeh de l’Université de Nouvelle Galles du Sud.

L’équipe australienne a travaillé en laboratoire avec du nickel, du cuivre, du zinc, de l’étain, du platine, du bismuth, de l’argent et de l’aluminium, faisant croître des cristaux métalliques dans un solvant liquide de gallium. Les métaux ont été dissous dans du gallium à des températures élevées. Une fois refroidis, les cristaux métalliques ont émergé tandis que le gallium est resté liquide. L’équipe néo-zélandaise, qui fait partie de l’Institut MacDiarmid pour les matériaux avancés et la nanotechnologie, un centre national d’excellence en recherche, a effectué des simulations de dynamique moléculaire pour expliquer pourquoi des cristaux de formes différentes émergent de différents métaux. (Le Fonds Marsden du gouvernement a soutenu la recherche.)

« Ce que nous apprenons, c’est que la structure du gallium liquide est très importante », explique Gaston. « C’est nouveau parce que nous pensons généralement que les liquides manquent de structure ou ne sont structurés qu’au hasard. » Les interactions entre les structures atomiques des différents métaux et le gallium liquide provoquent l’émergence de cristaux de formes différentes, ont montré les scientifiques.

Les cristaux comprenaient des cubes, des tiges, des plaques hexagonales et les formes de flocons de neige en zinc. La symétrie à six branches du zinc, avec chaque atome entouré de six voisins à des distances équivalentes, explique la conception du flocon de neige. « Contrairement aux approches descendantes de formation de nanostructures – en coupant du matériau – ces approches ascendantes reposent sur l’auto-assemblage des atomes », explique Gaston. « C’est ainsi que la nature fabrique des nanoparticules, et c’est à la fois moins coûteux et beaucoup plus précis que les méthodes descendantes. » Elle dit que la recherche a ouvert une nouvelle voie inexplorée pour les nanostructures métalliques. « Il y a aussi quelque chose de très cool à créer un flocon de neige métallique ! »

Source de l’histoire :

Matériel fourni par Université d’Auckland. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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