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FP7

PHOTONANOFLUIDIX — Résultat en bref

Project ID: 235323
Financé au titre de: FP7-PEOPLE
Pays: Suisse

Un potentiel électrostatique pour piéger des objets nanométriques

Des scientifiques financés par l''UE effectuent des recherches révolutionnaires sur l''auto-assemblage d''objets nanométriques. L''élucidation résultante des mécanismes pour confiner et contrôler des molécules biologiques gagne aussi une reconnaissance internationale.
Un potentiel électrostatique pour piéger des objets nanométriques
Le contrôle de l''auto-assemblage de structures à l''échelle nanométrique comme des nanoparticules ou des nanotiges ouvre la voie à la fabrication de matériaux dotés de propriétés électriques, magnétiques et optiques uniques. C''est ainsi que le contrôle de l''auto-assemblage par le piégeage d''objets nanométriques est devenu un domaine actif de la recherche en optique quantique, biophysique et médecine clinique. Il reste cependant un défi technique.

Heureusement, des scientifiques ont découvert des effets inattendus induits par la forme lors du confinement de colloïdes chargés et de macromolécules par des interactions d''attraction (électrostatique) avec des parois de même charge, dans des solutions faiblement ioniques. Ils ont lancé le projet PHOTONANOFLUIDIX («Self-assembly of confined colloidal objects for the study of nano-optic phenomena»), financé par l''UE, pour élucider la nature de ces effets.

Les scientifiques étudient l''origine de cette attraction inattendue entre des corps de charge identique, ainsi que l''impact de la force de la solution ionique, de la taille des particules et de celle du confinement. Les résultats leur permettront d''optimiser l''auto-assemblage d''objets nanométriques chargés, métalliques ou diélectriques, pour former des réseaux cristallins et les étudier par diffusion de la lumière (avec des effets plasmoniques et photoniques).

Des progrès très prometteurs ont été enregistrés durant la première période de rapport. Les scientifiques ont appliqué des calculs numériques au potentiel électrostatique en vue d''expliquer le piégeage expérimental de nano-objets isolés. Ils ont conduit d''autres expériences avec des nanoparticules d''or dans des solutions ioniques de concentrations variées et avec diverses formes de canaux, aboutissant à un excellent accord entre la théorie et les résultats expérimentaux.

Allant bien au-delà des travaux initialement prévus, les scientifiques ont également piégé des vésicules lipidiques isolées. Ils ont montré que le potentiel électrostatique de la boue ionique, modulé dans l''espace et personnalisé, peut piéger et faire léviter des objets chargés dans la solution. Ceci permet l''auto-assemblage dirigé sans contact de protéines et de macromolécules individuelles, dans des réseaux à forte densité. Ces résultats révolutionnaires ont conduit à la publication d''un article dans la prestigieuse revue scientifique Nature (Nature 467, 692-695 du 6 octobre 2010).

L''amélioration de la compréhension théorique des mécanismes de piégeage de nano-objets isolés à ouvert la voie vers plusieurs lignes de recherche imprévues. C''est ainsi que le piégeage d''objets biologiques mous promet de nouvelles applications très intéressantes en biologie et en biophysique, en sus voire en association avec les applications optiques initialement prévues.

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