Une équipe internationale de chercheurs a développé un nouveau type de membrane bidimensionnelle (2D) solide et élastique. L’invention pourrait s’avérer utile, par exemple, pour détecter les restes d’antibiotiques présents dans l’eau.

Les matériaux bidimensionnels sont ultraminces et composés d’atomes à une ou plusieurs couches. Récemment, les matériaux 2D à base de nanoparticules ont suscité un énorme intérêt parmi les chercheurs et l'industrie en raison de leur force mécanique, flexibilité et optique et propriétés électroniques ce qui pourrait en faire des composants clés, par exemple, dans les dispositifs optoélectroniques émergents, les capteurs et les technologies informatiques de nouvelle génération. Mais jusqu'à présent, non applications commerciales existent en raison de problèmes d'évolutivité et d'obtention de produits uniformes d'un lot à l'autre.

Une équipe de recherche dirigée par Nonappa, professeur agrégé à l'Université de Tampere et professeur adjoint à l'Université Aalto, a désormais pu fabriquer une grande membrane monocouche 2D en utilisant nanoparticules métalliques cela dépasse certaines de ces difficultés.

« Ces membranes sont mécaniquement robustes et peuvent être transférées sur n'importe quel substrat d'intérêt pour les applications souhaitées. Notre approche permet la fabrication rapide, évolutive et efficace de membranes ultrafines de grande surface », explique Nonappa.

Contrairement aux nanoparticules couramment utilisées, l’équipe a utilisé des nanoparticules d’argent dotées d’une structure moléculaire précisément définie. Les membranes macroscopiques ont été préparées selon une approche d’auto-assemblage.

« Les membranes présentent un comportement élastique, ce qui les rend potentiellement utiles, par exemple, dans les transistors flexibles et les dispositifs de mémoire des appareils électroniques et des écrans portables. Les résultats expérimentaux sur leur propriétés mécaniques sont hautement reproductibles et fiables », décrit la chercheuse postdoctorale Alessandra Griffo de l'Université de la Sarre.

L'équipe de recherche a également exploré la pertinence des membranes nouvellement développées comme substrats pour détecter les antibiotiques dans l'eau. Avec l’utilisation croissante de produits pharmaceutiques et la contamination conséquente des eaux de surface et souterraines par des antibiotiques, il devient urgent de disposer d’une détection rapide et fiable.

"Nous pouvons détecter des quantités extrêmement faibles d'antibiotiques dissous dans l'eau avec un degré élevé de reproductibilité", explique le chercheur postdoctoral Anirban Som de l'Université Aalto.

À l'avenir, l'équipe se concentrera sur l'adaptation du membrane méthodes de fabrication à d'autres types de nanoparticules, en les utilisant comme composants, par exemple, dans des dispositifs de mémoire flexibles et des applications intelligentes e-skin.

Les résultats ont été publiés le 2 août dans la revue Small.