Des scientifiques du NIST (National Institute of Standards and Technology) ont réussi à réaliser l'assemblage et le désassemblage contrôlés de chaînes composées d'un million de nanoparticules magnétiques dans une solution de particules en suspension. De telles structures, lorsque leurs propriétés seront mieux comprises et qu'elles pourront être manipulées de manière fiable, pourront être utiles dans les domaines de l'imagerie médicale et du stockage d'informations.
Chaînes de nanoparticules de cobalt
Les travaux des chercheurs sont les premiers à montrer la formation et le contrôle de chaînes centimétriques de nanoparticules magnétiques de taille et de qualité consistantes en solution. Il a fallu plusieurs années aux scientifiques pour découvrir comment élaborer des particules de cobalt de taille et de forme contrôlables, et ils espèrent maintenant utiliser cette connaissance pour "construire" des structures utiles.
Les chercheurs provoquent la formation de chaînes linéaires de nanoparticules en les soumettant à un faible champ magnétique (d'une intensité équivalente à celle des magnets de réfrigérateur). Les particules s'alignent parce qu'elles agissent comme de minuscules barres aimantées, qui s'orientent toutes dans le sens du champ appliqué. Une fois que cet alignement est réalisé, l'attraction entre les particules est si intense que le renversement du sens du champ magnétique appliqué provoque la rotation de la chaîne entière de 180 degrés. Lorsque le champ magnétique est interrompu, les chaînes se replient en spires tridimensionnelles. Quand la solution est légèrement agitée, les chaînes se brisent en morceaux constitués de petits anneaux.
Des particules magnétiques ont été déjà utilisées en imagerie médicale et pour le stockage d'informations, mais des particules à l'échelle nanométrique peuvent offrir des propriétés uniques ou améliorées. Par exemple, des teintures magnétiques de nanoparticules pourraient améliorer le contraste entre les tissus sains et les tissus malades en imagerie par résonance magnétique (IRM), une possibilité qui à l'étude au NIST. Les chercheurs vont tenter désormais de développer des méthodes pour améliorer la biocompatibilité de ces nanoparticules.