Le diamant colloïdal enfin atteint

Publié par Adrien le 10/10/2020 à 09:00
Source: CNRS INC
Le diamant colloïdal fait rêver nombre de chercheurs depuis plus de trente ans. Une telle structure, formée par l'auto-assemblage de minuscules billes, permettrait d'utiliser la lumière comme on utilise les électrons en informatique. Bien que l'idée existe depuis longtemps, personne n'était parvenu jusqu'ici à la produire de façon stable et peu coûteuse. Des travaux réalisés à NYU auxquels ont participé des chercheurs de SKKY et du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français...) ont permis de relever ce défi. Cette découverte, parue dans la revue Nature, pourrait ouvrir la voie vers des circuits optiques performants très recherchés pour les ordinateurs, des nouveaux lasers ou des filtres de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...).


Diamant colloïdal formé par l'autoassemblage de particules pyramidales portant des patches interactifs (représentés en bleu) recouverts d'une brosse (Une brosse est un outil fait d'un assemblage de filaments plus ou moins souples fixés sur une monture. Elles peuvent avoir différents usages :) d'ADN. © David J. Pine

Les colloïdes sont des suspensions de minuscules particules 100 fois plus petites que le diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère. Le...) d'un cheveu qui peuvent s'organiser dans différentes structures cristallines en fonction des interactions qu'elles développent entre elles. Une façon de contrôler ces interactions consiste à accrocher à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet...) de ces briques de base des brins d'ADN qui agissent comme une sorte de velcro® moléculaire et forcent les sphères dans un empilement prédéterminé, au cours de leur auto-assemblage. Ce procédé avais permis jusqu'ici d'atteindre différents cristaux colloïdaux, y compris cubiques, mais jamais la très recherchée structure diamant. Le diamant colloïdal permettrait pourtant de créer un véritable filtre (Un filtre est un système servant à séparer des éléments dans un flux.) à bande interdite pour la lumière visible (La lumière visible, appelée aussi spectre visible ou spectre optique est la partie du spectre électromagnétique qui est visible pour l'œil humain.), très recherché en photonique, qui fonctionnerait pour les photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules chargées...) à l'instar des semi-conducteurs pour les électrons.

Un groupe de chercheurs d'NYU, dont un ancien postdoc qui poursuit à présent ses travaux au Centre de Recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique désigne...) Paul Pascal (CRPP, CNRS/Université de Bordeaux) et un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) de la Sungkyunkwan University (SKKU, Suwon, South Korea), a mis au point (Graphie) un nouveau procédé facilement transposable à l'industrie et qui permet l'auto-assemblage stable et reproductible de particules de forme pyramidale en une structure type diamant. Ces structures sont stables même lorsque le liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.) dans lequel elles sont dispersées est séché. L'équipe s'attache à présent à démontrer leur utilité dans des applications concrètes et travaille d'ores (ORES, l'Opérateur des Réseaux Gaz & Électricité est le l'opérateur des réseaux de distribution...) et déjà à la création de filtres à bande interdite pour la lumière à partir de ces matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.). Les propriétés photoniques de ce nouveau diamant colloïdal pourraient bien impacter la façon dont les technologies optiques sont produites.

Référence:
Mingxin He, Johnathon P. Gales, Étienne Ducrot, Zhe Gong, Gi-Ra Yi, Stefano Sacanna & David J. Pine, Colloidal diamond,Nature, 23/09/2020.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2718-6
https://engineering.nyu.edu/news/tandon-researchers-develop-method-create-colloidal-diamonds
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