Des chercheurs du MIT et de l’université du Delaware ont mis au point une nouvelle façon d’assembler des nanoparticules flexibles en matériaux sur mesure : au lieu de connecteurs rigides, ils ont utilisé des molécules superflexibles aux extrémités chargées électriquement, qui se plient et se réorganisent jusqu’à trouver la liaison la plus stable. Le travail a été publié le 2 novembre 2026 dans Nature Materials, sous le titre « Breaking symmetry in nanoparticle superlattices via spontaneous valency ».
Pourquoi la flexibilité change la donne
Assembler des nanoparticules en structures plus grandes est difficile, car il faut contrôler le nombre de voisins liés à chaque particule et la direction des liaisons. Jusqu’ici, les stratégies dominantes modifiaient la forme de la particule ou alignaient avec précision des chaînes de connexion rigides, appelées ligands. Selon le MIT, ces méthodes fonctionnent pour un matériau, à une échelle et dans une condition, et sont difficiles à mettre à l’échelle.
La nouvelle approche inverse la logique. Les nanoparticules portent des ligands polymères flexibles, avec des extrémités positives pour certaines et négatives pour d’autres. Comme les charges opposées s’attirent, les chaînes se plient pour atteindre leurs voisines. Cette réorganisation spontanée limite à elle seule le nombre de voisins que chaque particule peut lier : c’est la valence spontanée.
Ce que l’équipe a démontré
Dans des expériences menées par le doctorant Nicholas Sbalbi, l’équipe a montré qu’il est possible de contrôler les connexions en changeant la taille des nanoparticules et la longueur des chaînes de ligands. Elle a ainsi assemblé des structures cristallines inédites, avec des réseaux moins denses que ceux formés par l’empilement compact traditionnel.
Pour Rob Macfarlane, professeur au département de science et d’ingénierie des matériaux du MIT, le résultat remet en cause une règle pratique vieille d’environ 20 ans : les ligands devaient être rigides, et tout écart ferait échouer l’assemblage. « Nous avons montré que, si l’on va totalement à l’extrême opposé, cela fonctionne tout aussi bien », a-t-il déclaré à MIT News.
Ce que cela pourrait devenir — et ce que ce n’est pas encore
Les chercheurs citent comme applications potentielles la photonique, la catalyse chimique, la médecine, l’agriculture et l’énergie, précisément parce que des réseaux moins denses laissent de la place pour contrôler la lumière, les réactions et l’administration de médicaments. La limite compte : il s’agit d’un résultat de laboratoire, publié dans une revue à comité de lecture, et non d’un produit commercial validé ni d’une démonstration de performance à l’échelle industrielle.
L’article compte aussi Stephen Kronenberger, de l’université du Delaware ; Hana Shinzawa, étudiante de premier cycle au MIT ; Matthew Ye ; et Arthi Jayaraman, ancienne professeure de l’université du Delaware. Le travail a été soutenu par la National Science Foundation, le département américain de l’Énergie, l’armée de terre et la marine américaines, et a utilisé les installations de MIT.nano.
Crédit image
Image : avec l’aimable autorisation des chercheurs, via MIT News et Nanowerk.
- MIT News — A flexible new route to designer materials built from nanoparticles
- Phys.org (republicação do MIT News) — Flexible connectors enable new designer materials built from nanoparticles
- Nanowerk — A flexible new route to designer materials built from nanoparticles
Transparence : cet article a été produit avec l’aide de l’intelligence artificielle, à partir du recoupement de publications publiques et des sources internet énumérées ci-dessous. Consultez les sources originales pour confirmer les dates, les noms et les résultats.
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