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Simulation of directed self-assembly of nanocrystals

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Simuler la formation de nanomatériaux

Les technologies modernes nécessitent l''utilisation de nouveaux matériaux dotés de fonctions hautement spécifiques qu''il est impossible de concevoir au moyen des méthodes synthétiques traditionnelles. Des chercheurs européens ont mis au point des méthodes informatiques pour prévoir la formation des systèmes à base de nanomatériaux.

Technologies industrielles

Les cristaux de nanoparticules ont un large éventail d''applications dans des domaines tels que la nanoélectronique, le stockage de données à haute densité, les matériaux biomédicaux et les catalyseurs. Nous savons que sous certaines conditions, les forces naturelles influencent l''assemblage des nanoparticules en les transformant en de nouvelles structures ordonnées. Toutefois, l''interaction complexe des forces intermoléculaires, les contraintes de conditionnement et la dynamique restent difficiles à comprendre. Cela complique la conception et le contrôle de fonctionnalité de ces matériaux, entravant leur applicabilité. Afin de trouver une solution à ce problème, le projet Nanosym («Simulation of directed self-assembly of nanocrystals»), financé par l''UE, a utilisé une combinaison de différentes techniques de simulation pour prévoir la stabilité et la barrière de nucléation des particules nanocolloïdales. Plus spécifiquement, des scientifiques travaillant sur le projet Nanosym ont mis au point des techniques théoriques et informatiques avancées pour définir les énergies sans interface solide-liquide et faciliter la conception des cristaux à base de nanoparticules. Ces méthodes ont été testées sur divers systèmes, y compris des sphères dures et des mélanges polymères-colloïdes. En utilisant un équipement informatique de pointe, les scientifiques ont examiné la formation de réseaux colloïdaux présentant des symétries cubiques, hexagonales, tétragonales et orthorhombiques. La diversité structurelle a été attribuée à l''équilibre entre les charges électriques et les moments dipolaires. Enfin, un modèle prévoyant l''interaction des nanocolloïdes a été conçu en tenant compte des données sur la mobilité électrophorétique et la dépendance à la température des nanoparticules auto-assemblées en super-réseau binaire. La technologie de simulation issue du projet Nanosym constitue un outil inestimable pour prévoir l''auto-assemblage des nanomatériaux. La mise en application de ce système facilitera la conception de nouveaux nanomatériaux offrant des propriétés fonctionnelles.

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