Un microscope à rayons X offre aux chercheurs une nanovision
Une équipe internationale de chercheurs a utilisé un microscope à rayons X pour créer une image 3D d'un nanocristal. Leurs résultats, publiés dans la revue Nature, ouvrent la voie vers l'objectif ultime, celui de photographier les molécules en action, ce qui revêtira une importance capitale pour les chercheurs en nanotechnologies du monde entier. Depuis de nombreuses années, les spécialistes en science des matériaux utilisent des microscopes électroniques pour obtenir des images détaillées d'objets et de matériaux. Cependant, cette technique nécessite souvent que l'on coupe l'objet à examiner en tranches extrêmement fines, une tâche rarement aisée qui peut altérer les propriétés du matériau étudié. En revanche, la faculté des rayons X de pénétrer plus en profondeur dans les objets permet aux chercheurs de visualiser les nanoparticules en trois dimensions sans les détruire. Grâce aux récentes avancées technologiques, les sources de rayons X "durs" (ceux qui ont des longueurs d'ondes extrêmement courtes) sont maintenant facilement disponibles, rendant de telles études possibles. Les chercheurs, dirigés par Ian Robinson de l'University College de Londres, ont utilisé une technique appelée imagerie par diffraction cohérente de rayons X pour créer une image d'une nanoparticule de plomb de seulement 750 nm de diamètre. Lorsque les cristaux reflètent les rayons X, des motifs intéressants se forment. Ces motifs peuvent être renversés mathématiquement pour créer une image de l'objet en trois dimensions. L'image a révélé non seulement les facettes plates de la particule, mais également un défaut qui correspond au point où le cristal s'est formé sur son substrat de verre. Les chercheurs constatent que la résolution qu'ils ont obtenue, 40 nm, peut être améliorée en développant de meilleurs détecteurs et instruments d'optique ou des sources de rayons X plus puissantes. Lorsque cela sera possible, les méthodes décrites dans le document pourront être étendues à la résolution atomique. Dans un article annexé, Eric D. Isaacs du Center for Nanoscale Materials de l'Illinois explique pourquoi ces avancées dans l'imagerie sont tellement importantes pour les chercheurs en nanotechnologies. Les propriétés mécaniques, électriques et thermodynamiques des nanoparticules sont déterminées par leurs surfaces et leurs interfaces avec d'autres matériaux. Il a également souligné que le fait de relier une seule molécule sur la surface de nanocristaux semi-conducteurs peut modifier leur comportement électronique et optique. "Avant de développer des matériaux munis de propriétés utiles, nous devons d'abord comprendre dans quelle mesure ces propriétés concernent la structure atomique et la chimie de surface", écrit le Dr Isaacs. "M. Robinson et ses collaborateurs ont franchi une étape essentielle vers la réalisation du potentiel des microscopes à rayons X."