Des chercheurs du NSLS (National Synchrotron Light Source) de University of Minnesota ont développé une nouvelle technique simple et rapide pour produire des nanoparticules qui peuvent être utilisées dans un large éventail de domaines, du biomédical au stockage de données, grâce à leur propriétés magnétiques uniques. Ces nanoparticules sont constituées d'un noyau de fer et de cobalt et d'une enveloppe d'or ou d'argent.
Les particules magnétiques sont intéressantes pour un large spectre d'applications, dans le domaine médical par exemple, pour l'administration ciblée de médicaments dans le traitement du cancer, ou pour développer des agents de contraste pour l'imagerie, ou bien en électronique, pour le stockage de données. D'une manière générale, on cherche à développer des nanoparticules dont le moment magnétique soit le plus élevé possible car ce sont celles qui seront les plus efficaces dans les différents domaines d'application.
Les nanoparticules superparamagnétiques fabriquées par l'équipe du Dr Wang et du Dr Xu sont constituées d'un noyau Fe60Co40, dont le diamètre a une taille contrôlable entre 10nm à 20nm et d'une enveloppe Au ou Ag d'épaisseur 3nm. Elles ont un moment magnétique trois fois plus important que les nanoparticules d'oxyde de fer habituellement utilisées. De plus, avec leur structure externe en or ou en argent, elles sont biocompatibles.
Ces nanoparticules de Wang et Xu ont été obtenues grâce à un procédé physique plus simple et plus efficace que les méthodes de fabrication habituelles qui s'appuient sur des synthèses chimiques. En effet celles-ci sont limitées par la température très importante d'ébullition du solvant et le risque d'exposition à l'air, corrosif pour les particules. La technique utilisée ici est une technique de sputtering/évaporation : une cible métallique composée de fer, de cobalt et d'or est bombardée par des ions très énergétiques, dans un environnement gazeux à haute pression qui transforme les atomes hautement énergétiques en nanocristaux. Le procédé ne comprend ainsi qu'une seule étape. Les chercheurs ont caractérisé les nanocristaux obtenus par microscopie SEM, par spectroscopie Rayons X ainsi que par dichroïsme circulaire. Leurs résultats montrent que les cristaux formés sont de structure cubique, très purs, et présentent des interfaces abruptes entre le noyau et l'enveloppe métallique. L'enveloppe est suffisamment épaisse pour résister à l'oxydation du noyau FeCo, pendant plus de quatre mois d'exposition à l'air. Les moments magnétiques obtenus sont très proches de ceux de l'alliage FeCo à l'état macroscopique.
Pour le moment, ce procédé ne permet de fabriquer que des quantités limitées de nanoparticules et les chercheurs visent à l'adapter à la production de quantités plus importantes.
