Des nano-particules magnétiques créées facilement

Des chercheurs de l'Université du Minnesota ont démontré une technique simple pour produire des nano-particules magnétiques. Constituées d'un noyau en fer/cobalt et d'une enveloppe en or, elles pourront aussi bien être utilisées dans le biomédical que dan


Les nano-particules sont intéressantes dans un grand nombre d'applications. Ainsi dans le domaine médical les scientifiques espèrent les utiliser pour délivrer des médicaments anti-cancer ou des atomes radio-nucléides exactement sur les zones à traiter. Ils espèrent aussi s'en servir pour améliorer le contraste dans l'imagerie médicale par résonance magnétique (IRM). Dans le domaine informatique, de telles nano-particules devraient permettre le développement de nouvelles technologies de stockage de données.

Dans toutes ces applications, plus "le moment magnétique" des nano-particules est fort, plus leur efficacité est grande. « Des efforts importants de recherche sont menés pour trouver des nano-particules toujours plus efficaces que celles existant déjà », explique le professeur Jian-Ping Wang de l'Université du Minnesota. « Les nano-particules à fort moment magnétique sont particulièrement intéressantes en bio-médecine, car plus elles sont efficaces, moins on en utilise, ce qui est très important d'un point de vue clinique ».

Les nano-particules constituées d'un noyau en fer et en cobalt et d'une enveloppe en or, qui viennent d'être développées par Jian-Ping Wang et l'un de ses doctorants, Yun-Hao Xu, ont un moment magnétique qui est de trois à quatre fois plus important que les classiques nano-particules en oxyde de fer. De plus, leur enveloppe en or est biocompatible avec l'organisme humain et facilement liable avec de grandes molécules, ce qui les rend particulièrement intéressantes pour la communauté biomédicale.

Une production par voie physique

Les travaux menés par Jian-Ping Wang et Yun-Hao Xu sont les premiers à montrer que ces nano-particules peuvent être créées avec des techniques beaucoup plus simples que celles utilisées habituellement. Les méthodes chimiques conventionnelles sont limitées par deux facteurs : la température d'ébullition des solvants, qui doit être très élevée pour que les réactions se développent ; et le risque d'exposition à l'air qui corrode ces particules très sensibles.

« Alors que beaucoup de chercheurs font croître chimiquement les nano-particules à partir d'une solution, je préfère utiliser une méthode physique », explique Jian-Ping Wang. Dans leur technique de condensation gazeuse, les deux chercheurs utilisent un pulvérisateur qui bombarde une cible solide composée de fer, de cobalt et d'or, avec des ions très énergétiques. Le tout dans une enceinte contenant du gaz chaud sous haute pression, afin de transformer les atomes à haute énergie en nano-particules aux propriétés recherchées.

Les chercheurs ont analysé ces nano-particules avec des microscopes électroniques haute résolution, et à l'aide de rayons X par spectroscopie à dispersion d'énergie, ainsi que par dichroïsme circulaire magnétique. Ils ont observé que les cristaux cubiques obtenus étaient très purs, avec une interface très nette entre le cÅ“ur et l'enveloppe. Cette dernière est suffisamment épaisse pour éviter toute corrosion du noyau même après quatre mois d'exposition à l'air. De plus, l'ensemble présente un moment magnétique très proche de celui du seul alliage fer/cobalt.

« Ces résultats montrent que les nano-particules magnétiques ainsi créées sont très prometteuses pour les applications biomédicales. De plus, cette méthode d'obtention très simple peut aussi être utilisée pour synthétiser des nano-particules dimensionnées pour être utilisées dans d'autres domaines tels que la catalyse ou le stockage d'hydrogène », estime Jian-Ping Wang.

Actuellement limitée à la production de lots de quelques dizaines de particules, les chercheurs veulent maintenant développer cette technologie pour "fabriquer" des lots beaucoup plus importants.

Jean-François Prevéraud

Pour en savoir plus : http://www.physorg.com

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