Auto-assemblage: comment les nanoparticules font leurs propres arrangements

Les scientifiques de la nanotechnologie ont reconnu que certaines propriétés des atomes et des molécules de leur permettre d'organiser eux-mêmes dans des schémas. Par exemple, si on verse une solution contenant des molécules organiques qui ont un atome de soufre sur une extrémité sur une surface d'or, la liaison des atomes de soufre aux atomes d'or. Cette fonctionnalité est appelée auto-assemblage.

Atomes de liaison de soufre à des atomes d'or comme un exemple de l'auto-assemblage.
Atomes de liaison de soufre à des atomes d'or comme un exemple de l'auto-assemblage.

Les atomes de soufre sont tous espacés uniformément dans une matrice de rangées et de colonnes, et que les molécules organiques debout à partir de la surface sont toutes légèrement penchés vers un côté. Cet effet se produit parce que les atomes de soufre sont partageant des électrons avec les atomes d'or dans des liaisons covalentes, mais les autres électrons entourant les atomes de soufre se repoussent.

Cette répulsion arrête les atomes de soufre de devenir trop rapprochés. Dans le même temps, les molécules organiques sont attirés les uns aux autres par l'une des forces plus faibles que les actes de molécules. Ce processus, appelé liaison de van der Waals, tire les molécules organiques plus rapprochés que les atomes de soufre, où les molécules organiques se pencher légèrement vers ce côté.

Ce mélange de liaison covalente, force répulsive, et les résultats de la force d'attraction dans les molécules, qui sont des nanoparticules fonctionnalisés, se disposer dans un motif sur la surface d'or - un parfait exemple de l'auto-assemblage.

L'auto-assemblage est utilisé dans de nombreuses applications, telles que

  • Capteurs du bâtiment pour détecter des molécules chimiques et biologiques

  • Création de puces d'ordinateur avec des tailles de composants plus petits, ce qui permet plus de puissance de calcul pour être emballé sur une puce

  • La fabrication d'outils de diagnostic pour la détection précoce des maladies


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