Matériaux ordonnés via l'assemblage de nanoparticules chargées de façon hétérogène – HotCHpot

Les matériaux et les systèmes de demain, qui seront composés de briques élémentaires colloïdales conçues sur mesure pour des applications spécifiques, ne seront pas fabriqués par des méthodes conventionnelles. Ils résulteront plutôt de processus d’auto-assemblage qui ne nécessitent pas d'intervention humaine et qui seront gouvernés par la nature des forces agissant entre les différents constituants. En effet, les futurs matériaux et dispositifs pour la photonique, la délivrance de médicaments, et la détection d’espèces nécessitent l’agencement de structures synthétiques colloïdales avec une précision et une fiabilité que l’on retrouve dans les processus d'auto-assemblage biologique. Malgré les énormes progrès récemment réalisés dans le domaine de la synthèse de particules colloïdales inorganiques et organiques de formes et tailles variées, le contrôle de leur assemblage en structures précises et prédictibles demeure le principal obstacle à la construction de nouveaux matériaux et dispositifs par voie « bottom-up ». Atteindre un tel contrôle nécessite plusieurs avancées majeures, notamment : (i) étudier les interactions entre les briques élémentaires colloïdales afin de pouvoir les contrôler et (ii) comprendre pourquoi un type d’interaction spécifique conduit à la formation d’une structure cible plutôt qu’une autre. Une approche émergente permettant de conférer à particules colloïdales des "instructions" prédéterminées dans le but de guider leur assemblage consiste à décorer la surface des particules avec des molécules organiques synthétiques ou biologiques de façon anisotrope. Ce projet a pour principaux objectifs : (i) la synthèse de grandes quantités de particules colloïdales présentant à leurs pôles des patchs qui se repoussent et qui sont attirés par le reste de la surface des particules, (ii) l'étude théorique et expérimentale de leur assemblage. Pour atteindre ces objectifs, trois partenaires aux compétences complémentaires composent le consortium du projet HotCHpot : des physico-chimistes des colloïdes (partenaires 1 et 2) et des physiciens théoriciens (partenaire 3). Les partenaires 1 et 2 prendront en charge la synthèse et la caractérisation des particules à patchs et étudieront expérimentalement l'assemblage de ces particules. Les résultats obtenus seront comparés avec ceux issus de simulations réalisées par le partenaire 3.