Un complément innovant à la "boîte à outils" du chimiste
Les chercheurs ont inventé un matériau argileux programmable et un "bloc de construction" pour faire progresser les découvertes en chimie, en ingénierie et dans d'autres domaines scientifiques
Les matériaux microscopiques à base d'argile conçus par des chercheurs de l'université du Missouri pourraient être la clé de l'avenir de la chimie des matériaux synthétiques. En permettant aux scientifiques de produire des couches chimiques sur mesure pour accomplir des tâches spécifiques en fonction des objectifs de chaque chercheur, ces matériaux appelés nano-argiles peuvent être utilisés dans une grande variété d'applications, notamment dans le domaine médical ou dans les sciences de l'environnement.
Un élément fondamental du matériau est sa surface chargée électriquement, a déclaré Gary Baker, co-chercheur principal du projet et professeur associé au département de chimie.
"Imaginez une balle koosh dont les milliers de brins de caoutchouc rayonnant à partir du noyau de la balle portent chacun une perle chargée électriquement à l'extrémité", a déclaré Gary Baker. "C'est un peu comme un aimant : les éléments chargés positivement se collent aux éléments chargés négativement. Par exemple, les nano-argiles chargées positivement pourraient attirer un groupe de produits chimiques fluorés nocifs connus sous le nom de PFAS, ou "forever chemicals", qui sont chargés négativement. De même, en chargeant négativement les nano-argiles, elles peuvent adhérer à des éléments tels que les ions de métaux lourds comme le cadmium, qui sont chargés positivement, et aider à les éliminer d'une masse d'eau contaminée".
Outre la charge électrique, chaque nano-argile peut être personnalisée avec différents composants chimiques, comme si l'on mélangeait et associait différentes parties. Cela les rend utilisables dans la conception de capteurs de diagnostic pour l'imagerie biomédicale ou la détection d'explosifs et de munitions.
"Essentiellement, ces nano-argiles représentent des blocs de construction chimiques conçus avec des fonctions spécifiques qui sont assemblés en feuilles microscopiques bidimensionnelles extrêmement fines - plus fines qu'un brin d'ADN humain et 100 000 fois plus fines qu'une feuille de papier", a déclaré M. Baker. "Nous pouvons personnaliser la fonction et la forme des composants chimiques présents à la surface de la nano-argile pour fabriquer tout ce que nous voulons. Nous n'avons fait qu'exposer la partie émergée de l'iceberg de ce que ces matériaux peuvent faire".
Les matériaux bidimensionnels sont très recherchés parce qu'ils peuvent recouvrir superficiellement l'extérieur d'un objet volumineux d'une fine couche conforme et introduire des propriétés de surface complètement différentes de celles de l'objet situé en dessous.
"En mélangeant quelques éléments, comme différents ions ou nanoparticules d'or, nous pouvons rapidement concevoir une chimie qui n'a jamais existé auparavant, et plus nous l'adaptons, plus elle ouvre un large éventail d'applications", a déclaré M. Baker.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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