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Réorganiser les matériaux grâce à des intrus actifs

Dans le domaine de la métallurgie ou de l’optique, la qualité et les propriétés des matériaux sont directement fonction de l’arrangement des cristaux d’atomes les constituant.

Réorganiser les matériaux grâce à des intrus actifs

Activation sélective par éclairage UV de microparticules autopropulsées dans un hexagone contenant des billes colloïdales non alignées. Au bout de 18 minutes, la partie de l'hexagone sillonnée par les particules autopropulsées (à gauche) présente un réarrangement beaucoup plus rapide que la partie non sillonnée.

En métallurgie, la méthode du recuit, dans laquelle le métal subit plusieurs phases de chauffage et de refroidissement très contrôlées, permet d’obtenir le résultat escompté mais au prix d’importantes dépenses énergétiques.

Dans un article récemment publié dans Nature Communications, Sophie Ramananarivo (Laboratoire d’hydrodynamique de l’École polytechnique et du CNRS), Etienne Ducrot (Center for Soft Matter Research, New York University) et Jérémie Palacci (Department of Physics, University of California, San Diego) ont montré que des microparticules autopropulsées permettaient de réorganiser plus rapidement une matrice de particules passives.

Le dispositif, composé de billes colloïdales micrométriques disposées en une seule couche dans laquelle sont introduits des microparticules autopropulsées, est un système modèle de ce qui pourrait se passer à l’échelle atomique afin de contrôler les propriétés des matériaux.

Ces fluctuations actives offrent un moyen puissant de contrôler la réorganisation de structures cristallines et ouvrent un large potentiel pour l’auto-assemblage et la création de matériaux intelligents.

 

Références :

Activity-controlled annealing of colloidal monolayers

Nature Communications volume 10, Article number: 3380 (2019)