Fabriquer des métaux "plastiques" à partir de nanoparticules

Les nanoparticules font l'objet de nombreux travaux de recherche en raison des propriétés spécifiques que leur confère leur très petite taille. Pour les exploiter, il faut pouvoir ensuite les assembler pour en faire des objets micro ou macroscopiques, et on manque actuellement de méthodes bien contrôlées et flexibles pour y arriver.

Dans ce cadre, une équipe de chimistes de Northwestern University (Illinois) vient de développer une technique d'auto assemblage de nanoparticules métalliques qui permet de réaliser ensuite des objets par simple moulage. L'idée consiste à greffer à la surface des nanoparticules métalliques des molécules d'azobenzene présentant de longues chaînes latérales hydrocarbonées terminées par des groupements thiols qui se fixent facilement aux particules métalliques.


Sous irradiation UV, on induit un changement de conformation des molécules d'azobenzene qui rend les nanoparticules insolubles dans le solvant organique dans lequel elles se trouvent, de sorte qu'elles s'auto- assemblent pour former des agglomérats sphériques que les auteurs appellent "super-sphères". Ces agglomérats déformables se collent ensuite les uns aux autres pour donner une sorte de pâte, comparable à de l'argile, qui permet de former des objets de dimensions millimétriques. Le matériau obtenu est plastique et peut être introduit dans un moule de n'importe quelle forme: un traitement thermique à des températures aussi faibles que 50°C permet ensuite de le durcir en formant une structure métallique polycristalline de porosité contrôlable.

Le groupe a déjà montré que les objets obtenus sont conducteurs et présentent des caractéristiques électriques ohmiques, que ce soit à l'état plastique ou durci. Cette méthode est applicable aussi bien aux métaux purs qu'aux structures bimétalliques de compositions élémentaires variées.