Microformes sculptées par capillarité
Par THIERRY LUCAS - Publié le | L'Usine Nouvelle n° 3214La méthode permet de contrôler la formation de microstructures 3D sur une surface.
Des pétales de fleurs, des puits concentriques, des hélices imbriquées... Les microstructures créées à la surface des matériaux se diversifient, grâce à une technique mise au point dans un laboratoire de l'université du Michigan. L'objectif est de fabriquer des surfaces fonctionnelles, par exemple pour la biologie (culture de cellules, labos sur puce...). Les microformes 3D sont réalisées avec des nanotubes de carbone.
VERS UNE APPLICATION À GRANDE ÉCHELLE
La première étape consiste à faire croître, par dépôt chimique en phase vapeur (CVD), des nanotubes de carbone à la surface d'un substrat en silicium, sur des motifs simples préalablement dessinés par lithographie (cercles, demi-cercles...). L'ensemble est ensuite exposé aux vapeurs d'un solvant (acétone), qui s'infiltre par capillarité dans les nanotubes. Lorsque le solvant s'évapore, il laisse des microstructures densifiées et dotées de formes complexes. En effet, les forces de capillarité créent des déformations, qui se combinent pour donner des structures 3D.
Grâce à une étude précise des forces agissant sur les nanotubes lors des phénomènes d'infiltration et d'évaporation du solvant, les chercheurs savent « programmer » les formes finales qui apparaîtront à la surface du matériau. « Nous essayons maintenant d'établir le lien entre les caractéristiques initiales des nanotubes (diamètre, densité...) et les formes obtenues », explique A. John Hart, chercheur au département d'ingénierie mécanique de l'université du Michigan.
Cette voie pour créer des surfaces fonctionnelles pourrait, selon les chercheurs, facilement être appliquée à grande échelle. La croissance des nanotubes, tout comme le formage par capillarité, peut en effet être réalisée sur des substrats de grandes tailles. L'équipe s'efforce maintenant d'appliquer cette technique de formage à d'autres nanostructures, comme les nanofils. Par ailleurs, comme la surface des nanotubes de carbone peut être modifiée chimiquement, ils imaginent déjà de conférer à ces microstructures des fonctions chimiques ou biologiques spécifiques.
