Fabrication innovante de molécules artificielles remporte le prix de la meilleure affiche

Plus tôt cette année, des chercheurs de l'ETH Zurich et d'IBM Research – Zurich ont dévoilé une technique révolutionnaire pour construire des molécules artificielles à partir de microsphères de 1 µm, publiée dans Science Advances. Ces particules minuscules, de la taille de bactéries, sont prometteuses pour de futurs micro-robots, la photonique et les études biochimiques fondamentales.

Songbo Ni, doctorant au laboratoire IBM de Zurich et étudiant à l'ETH, a été honoré du Best Poster Prize pour « Programmable Assembly of Colloidal Molecules » à la conférence Faraday Discussions de la Royal Chemistry Society.

Voici une interview avec le Dr Ni, décrivant la science derrière son travail et ses implications futures.

Songbo Ni, IBM Research‑Zurich

En quoi consiste votre recherche et pourquoi est-elle significative ?

Songbo Ni : Nous avons développé une méthode pour fabriquer des objets colloïdaux hybrides qui surpassent les approches conventionnelles telles que le dépôt physique en phase vapeur ou la polymérisation semée, souvent limitées en composition et géométrie. En comprenant précisément la géométrie des sites de piégeage, nous pouvons positionner plusieurs particules dans un seul site pour créer des structures complexes et programmables.

Ces agrégats multifonctionnels combinent propriétés électriques, magnétiques et autres, faisant progresser la recherche sur les particules au-delà de la réduction de taille vers la multifonctionnalité — intégrant divers éléments en une seule unité.

Comment avez-vous assemblé les molécules colloïdales ?

Songbo Ni : Notre technique s'inspire de l'effet tache de café. Dans une gouttelette, l'évaporation est plus forte au bord, entraînant les particules vers l'extérieur pour les déposer en anneau. Nous avons exploité ce principe en plaçant une gouttelette d'eau contenant des microsphères sur un modèle avec des trous conçus. À mesure que la gouttelette s'évaporait, la tension de surface guidait les particules dans les trous, et déplacer la gouttelette sur le modèle nous permettait de positionner les particules avec précision.

La tension de surface de l'eau empêche le liquide de déborder des côtés de la tasse.

Quelles sont les applications potentielles de vos découvertes ?

Songbo Ni : Initialement, nos expériences servent la recherche fondamentale, offrant des modèles pour comprendre les processus d'auto-assemblage naturels. Cependant, la méthode est polyvalente — l'introduction de particules magnétiques permet une manipulation externe, et l'incorporation de particules chargées en médicaments pourrait faciliter l'administration ciblée de médicaments pour la médecine personnalisée.

Quels sont vos prochains objectifs de recherche ?

Songbo Ni : Nous explorons comment combiner différents matériaux en géométries variées pour programmer l'anisotropie — la dépendance directionnelle — critique pour le mouvement local dans des micro-objets comme les particules catalytiques de Janus et les flagelles bactériens. Notre but est de créer des objets colloïdaux agissant comme de minuscules robots alimentés par une énergie externe, capables de nager, mélanger et transporter. Ces capacités pourraient révolutionner la recherche biophysique et biomédicale.