Publié le 29 octobre 2025 13:47:00. Des chercheurs suédois ont mis au point une méthode innovante pour visualiser et mesurer les forces invisibles qui régissent les interactions à l’échelle nanométrique, en utilisant de l’or, de l’eau salée et de la lumière. Cette avancée pourrait ouvrir de nouvelles perspectives dans des domaines variés, de la physique à la cosmétique.
- Une nouvelle plateforme permet de rendre visibles les forces fondamentales de la nature grâce à des paillettes d’or et à l’analyse de la lumière.
- Cette technique permet d’étudier l’équilibre entre les forces d’attraction et de répulsion à l’échelle nanométrique.
- Les chercheurs espèrent que cette méthode pourra être appliquée à l’étude de l’auto-assemblage des matériaux et à la compréhension de phénomènes naturels complexes.
Dans le laboratoire de l’Université Chalmers, en Suède, une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Timur Shegai a développé une méthode originale pour sonder les forces qui lient les objets à l’échelle la plus petite. Leur approche repose sur l’observation de millions de minuscules paillettes d’or (de l’ordre du micromètre) dispersées dans une solution saline.
L’astuce réside dans la création de minuscules cavités entre les paillettes d’or et un substrat doré. Ces cavités agissent comme des résonateurs optiques, piégeant la lumière et la diffractant en différentes couleurs. En analysant le spectre lumineux à l’aide d’un spectromètre, les chercheurs peuvent identifier les forces en jeu et observer les mouvements des paillettes.
« Ce que nous voyons, c’est comment les forces fondamentales de la nature interagissent les unes avec les autres. Grâce à ces petites cavités, nous pouvons désormais mesurer et étudier les forces que nous appelons “colle naturelle” – ce qui lie les objets entre eux à la plus petite échelle. Nous n’avons pas besoin d’intervenir, nous observons simplement les mouvements naturels des flocons »
Michaela Hošková, doctorante et premier auteur de l’article scientifique
La plateforme permet d’étudier l’équilibre délicat entre deux forces principales : l’effet Casimir, qui tend à rapprocher les objets, et les forces électrostatiques présentes dans la solution saline, qui les repoussent. Lorsque ces forces s’équilibrent, un processus d’auto-assemblage se produit, créant les cavités observées.
Selon les chercheurs, comprendre ces forces est crucial pour maîtriser l’auto-assemblage des matériaux à l’échelle nanométrique. Cela pourrait avoir des implications importantes dans de nombreux domaines, tels que la fabrication de biocapteurs, de filtres à eau, ou encore l’amélioration de la stabilité des cosmétiques.
« La méthode nous permet d’étudier les charges de particules individuelles et les forces agissant entre elles. D’autres méthodes pour étudier ces forces nécessitent souvent des instruments sophistiqués qui ne peuvent pas fournir d’informations jusqu’au niveau des particules », explique le professeur Shegai.
Au-delà des applications pratiques, cette nouvelle approche pourrait également contribuer à une meilleure compréhension de phénomènes naturels complexes, tels que la formation des galaxies. Les chercheurs estiment que les mêmes principes qui régissent l’auto-assemblage à l’échelle nanométrique pourraient également être à l’œuvre à des échelles beaucoup plus vastes.
Cette plateforme, fruit de quatre années de recherche, ouvre de nouvelles voies pour l’étude des interactions fondamentales et promet de nouvelles découvertes dans les sciences physiques, chimiques et des matériaux. Plus d’informations sur cette recherche sont disponibles dans l’article scientifique publié dans la revue PNAS.
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