au sommaire
Selon le dosage de deux molécules, on obtient des nanofils de 200 (a) à 50 nm (b) ou des nanobâtonnets de 20 nm (c). En d, détail de nanofils. Crédit : Chao Wang & Jaemin Kim/Brown University
En variant les proportions de deux éléments chimiqueséléments chimiques, des chercheurs américains sont parvenus à contrôler précisément la longueur de minuscules tiges faites d'un alliagealliage de ferfer et de platineplatine, entre 20 et 200 nanomètresnanomètres. La nouvelle peut paraître anecdotique mais elle ouvre des perspectives très vastes, de la biologie à l'électronique. Au passage, on peut notamment espérer augmenter la capacité des disques durs...
Réaliser ce genre de nanostructures filiformesfiliformes n'a aujourd'hui plus rien d'un exploit. Mais en fabriquer une série dont les dimensions sont strictement égales relève de la prouesse alors qu'il s'agit de la première condition pour une utilisation concrète.
Yanglong Hou et Shouheng Sun, de l'université Brown (Rhode Island), eux, réussissent à chaque fois et, qui plus est, avec une méthode simple. Ces chercheurs font croître leurs nanostructures dans un liquideliquide contenant un solvantsolvant et un surfactantsurfactant. Selon la proportion des deux, la longueur et l'épaisseur de leurs petites brindilles varient. Il suffit donc d'un dosagedosage pour ajuster la taille finale. Avec davantage de surfactant, la longueur et l'épaisseur augmentent. Avec une plus forte dose de solvant, les dimensions obtenues sont plus petites.
L'équipe a pu ainsi confectionner des structures filiformes dont la longueur varie d'un rapport dix, formant des nanobâtonnets (ainsi appellent-ils les structures de moins 50 nanomètres de long) ou des nanofils (plus de 50 nanomètres).
Nanoaimants pour maxi-disques durs
Mais pourquoi parle-t-on de disques durs ? C'est la première applicationapplication à laquelle pense l'équipe américaine. Ces minuscules tiges peuvent être magnétisées et donc constituer des supports d'information. Sur un disque dur, les bits, 0 ou 1, sont physiquement traduits en orientation magnétique de petites zones. La dimension de ces régions, ainsi que la distance minimale qui doit les séparer, conditionnent la densité d'information sur le disque. Des structures aimantées dont la taille se mesure en nanomètres devraient permettre de réduire la surface des zones portant un bit d'information. La forme idéale est celle d'une tige plutôt que d'une sphère car, pour remplir leur office, ces petits aimantsaimants ne doivent pouvoir s'orienter que selon deux directions préférentielles, l'une pour le 0 et l'autre pour le 1.
Nanobâtonnets et nanofils sont donc naturellement sur les rangs. Encore faut-il disposer sur le disque des nanostructures de longueurs à peu près identiques. C'est bien ce qu'ont réussi à faire les auteurs de ce travail. « Beaucoup de gens estiment que la forme détermine l'alignement, explique Shouheng Sun, mais contrôler la forme n'est pas si facile. Cette méthode nous donne un moyen vraiment simple de régler simultanément la longueur, le diamètre et la composition. »
Mais l'imagination des scientifiques laisse déjà augurer d'autres applications, comme l'utilisation dans des moteurs électriques et des générateursgénérateurs d'électricité, voire en médecine ou en biologie puisque l'alliage platine-fer est plutôt bien toléré par les tissus vivants.
