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Les nanoparticules magnétiques et leur exploitation

Les nanoparticules magnétiques possèdent des propriétés très intéressantes pour la réalisation de dispositifs miniaturisés. Des scientifiques ont synthétisé et caractérisé toute une palette de nouveaux matériaux en axant leurs recherches sur la spintronique, les aimants permanents et la biomédecine.
Les nanoparticules magnétiques et leur exploitation
Pour concevoir des nanoparticules magnétiques pour certaines applications spécifiques, il est nécessaire de pouvoir caractériser leur structure atomique, magnétique et de surface ainsi que leur dynamique de spin. Grâce au soutien de l'UE, le projet NANOMAG (Magnetic nanoparticles and thin films for spintronic applications and high performance permanent magnets) a ciblé le développement de matériaux magnétiques nanostructurés pouvant être utilisés dans le domaine des aimants permanents, de la spintronique et de la biomédecine.

Un consortium regroupant six universités européennes de premier plan, des instituts de recherche et en collaboration avec un laboratoire coréen et trois laboratoires américains, a ainsi établi un réseau de recherche dans le domaine des matériaux nanostructurés magnétiques en axant ses travaux sur les terres rares et les oxydes métalliques de transition en vrac ou en couches minces.

Les chercheurs ont produit un grand nombre de nanoparticules composées d'oxydes métalliques et de terres rares susceptibles de servir d'aimants permanents grâce à une nouvelle technique de synthèse et caractérisé leurs structures. Ils ont ensuite fabriqué des nanofils et des couches minces puis analysé leurs propriétés structurales.

Les travaux ont ensuite été dirigés vers la synthèse et la caractérisation de 14 aimants moléculaires organiques (MOM, pour molecular organic-based magnet). Les chercheurs ont sélectionné deux d'entre eux pour la préparation de couches minces. Ces MOM fonctionnalisés ont ensuite été déposés sur des couches minces d'oxydes métalliques de transition en combinant plusieurs techniques bien établies permettant d'obtenir une monocouche.

Enfin, les chercheurs ont synthétisé et caractérisé des nano-fluides magnétiques afin de déterminer leur applicabilité en thérapie et imagerie biomédicale. L'une des options thérapeutiques concerne l'hyperthermie magnétique, une technique expérimentale qui utilise la chaleur générée par les nanoparticules magnétiques pour tuer les cellules cancéreuses. Ces nouveaux matériaux ont démontré leur absorption hautement spécifique et donc leur efficacité.

Les travaux du projet ont débouché sur la fabrication et l'évaluation de dispositifs spintroniques prototypes obtenus par combinaison du dépôt et de l'autoassemblage de ces monocouches de complexes magnétiques moléculaires.

Le projet jette ainsi les bases de futures recherches qui devraient conduire au développement de plusieurs appareils nanomagnétiques prototypes. Le réseau de recherche pose également les premiers jalons d'une coopération internationale qui devrait bénéficier à tous les acteurs du secteur.

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Mots-clés

Nanoparticules magnétiques, spintronique, aimants permanents, biomédecine, NANOMAG