Bien que presque tous les types de cristaux colloïdaux puissent être conçus et produits, la création réfléchie et ciblée de quasi-cristaux colloïdaux s’est avérée être une tâche difficile.
Une nouvelle étude menée par une équipe de nano-ingénieurs a rapporté la création d’un quasi-cristal à partir de nanoparticules à l’aide d’ADN.
Les quasi-cristaux sont différents des cristaux ordinaires car leurs motifs ne se répètent pas. Ils peuvent avoir des propriétés exceptionnelles, comme être capables de conduire l’électricité sans résistance, d’absorber différemment la chaleur et la lumière ou encore d’avoir des surfaces très dures ou glissantes. Les nanoparticules sont souvent utilisées pour concevoir des matériaux synthétiques à l’échelle nanométrique, et les scientifiques ont récemment utilisé l’ADN pour assembler le premier quasi-cristal, une nouvelle frontière dans la conception de nanomatériaux.
L’équipe s’est concentrée sur les formes bipyramidales, soit deux pyramides collées ensemble à leur base. Ils ont ensuite essayé des corps bipyramidaux, c’est-à-dire essentiellement deux pyramides collées ensemble à leur base. Les brins d’ADN ont ensuite été codés pour se reconnaître afin de programmer les particules pour qu’elles s’assemblent en un quasi-cristal.
Par ailleurs, l’équipe dirigée par Sharon Glotzer, titulaire de la chaire UM Anthony C. Lembke en génie chimique, avait modélisé des bipyramides avec des numéros de côtés variables. Dans des circonstances spécifiques et avec des proportions relatives appropriées, les décaèdres (bipyramides pentagonales à 10 côtés) formeraient un quasi-cristal, selon les recherches de Yein Lim et Sangmin Lee, doctorants en génie chimique à l’Université du Michigan.
Lunettes dit, « Dans notre simulation originale de quasi-cristaux, les tétraèdres étaient disposés en décaèdres avec de très petits espaces entre les tétraèdres. Ici, ces lacunes seraient comblées par l’ADN, il était donc logique que les décaèdres puissent également former des quasi-cristaux.
L’équipe a combiné théorie et expérimentation pour former un quasi-cristal à partir des particules décaèdres. Les scientifiques l’ont confirmé en utilisant l’imagerie au microscope électronique.
Il s’agit d’une étape importante dans le domaine des nanosciences. Les résultats mettent en lumière la conception et la création de structures nanométriques complexes et ouvrent la voie à des matériaux avancés et à des applications nanotechnologiques innovantes.
La structure semble être un ensemble de rosaces disposées en cercles concentriques. Les formes à 10 côtés des couches 2D ont une symétrie de 12 fois et s’empilent à intervalles réguliers. Un quasi-cristal axial est une structure empilée similaire à celle observée dans les quasi-cristaux à base de tétraèdres. Cependant, contrairement à la plupart des quasi-cristaux axiaux, le motif de carrelage des couches du nouveau quasi-cristal varie d’une couche à l’autre. Au lieu de cela, une partie importante des tuiles dévie de manière imprévisible, et ce léger degré de chaos ajoute de la stabilité.
Référence du journal :
- Zhou, W., Lim, Y., Lin, H. et al. Quasicristaux colloïdaux conçus avec de l’ADN. Nat. Maître. (2023). EST CE QUE JE: 10.1038/s41563-023-01706-x
2023-11-04 08:49:21
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