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Une représentation d'artiste d'un feuillet de graphène avec la structure hexagonale des atomes de carbone formant le feuillet. © Jannik Meyer
La nanotechnologie bouleversera-t-elle notre monde ? On peut l'espérer mais il faudra attendre probablement quelques dizaines d'années pour savoir si les rêves de certains à son sujet sont à la hauteur de la réalité. En attendant, l'exploration et la maîtrise du nanomonde se poursuivent, en témoigne un article publié dans Science récemment et portant sur les travaux d'une équipe internationale de chercheurs sud-coréens et américains.
Ces scientifiques ont fait sauter un verrouverrou limitant les performances de la microscopie électronique, basée sur les propriétés ondulatoires de la matière découverte dans les années 1920 par Louis de Broglie puis explorées par Schrödinger et Stern. Le premier prototype de microscope électroniquemicroscope électronique a été construit en 1931 par les ingénieurs allemands Ernst Ruska et Max Knoll. L'un de ses inconvénients est d'imposer des observations sous vide, ce qui exclut de l'utiliser pour observer un tissu vivant (sauf, peut-être, quand il s'agit de tiques) et plus encore pour un liquide.
Schéma de principe : le double feuillet de graphène emprisonne çà et là des gouttes liquides, tout en empêchant l'évaporation, même lorsque la pression ambiante est très faible. © Korea Advanced Institute of Science and Technology
Une parade avait été trouvée pour observer des bactériesbactéries. Il suffisait de les entourer d'une couche de graphène protectrice. De l'épaisseur d'un atome de carbone, cette couche n'est pas vraiment un obstacle pour les faisceaux d'électrons et elle a donc permis de réaliser des observations jamais faites jusque-là.
Des nanocristaux dans des liquides
La même stratégie vient d'être employée par des chercheurs qui s'intéressent à la croissance de nanocristaux au sein d'un liquide. Ils ont tout simplement encapsulé le liquide contenant ces nanocristaux entre deux feuillets de graphènegraphène.
On savait déjà observer au microscope électronique dans un liquide en l'enfermant dans des sortes de boîtes aux parois composées de nitrurenitrure ou d'oxyde de siliciumsilicium. Malheureusement, épaisses de 100 nanomètresnanomètres, ces parois limitaient la résolutionrésolution des images à quelques nanomètres, au mieux.
Croissance et coalescence de nanocristaux de platine observées dans la capsule de graphène au microscope électronique. © Science-Jong Min Yuk, Jungwon Park, Peter Ercius, Kwanpyo Kim, Daniel J. Hellebusch, Michael F. Crommie, Jeong Yong Lee, A. Zettl, A. Paul Alivisatos
Avec le graphène tout change. Chimiquement, ce matériaumatériau est faiblement réactifréactif, imperméable et résistant. Il permet avec ce nouveau procédé d'obtenir une résolution de 1 angström, soit dix fois mieux. Grâce à ce gain, les physiciensphysiciens ont ainsi découvert de nouveaux détails concernant la crosissance des nanocristaux de platineplatine.
Ce n'est pour eux qu'un début. Le comportement d'autres matériaux, et même d'objets biologiques, dans des liquides devrait être mieux compris grâce à cette nouvelle technique. Peut-être bénéficiera-t-elle à la conception de nanoparticulesnanoparticules pour la nanomédecine ?
