Des chercheurs australiens et néo-zélandais ont développé des cristaux métalliques qui présentent une « ressemblance étrange » avec les flocons de neige. Comme leurs homologues glacés, les flocons métalliques présentent des motifs symétriques saisissants et divers. Comprendre comment contrôler les structures que prennent des matériaux comme ceux-ci pourrait aider les chercheurs à développer de nouveaux nanomatériaux avec des propriétés physiques spécialement adaptées.

Les flocons de neige sont célèbres pour leurs fascinants motifs à six côtés. Ces structures ordonnées sont formées en raison de la manière hexagonale dont les molécules d’eau s’arrangent sur le réseau de glace en croissance.

Une équipe dirigée par Torben Daeneke du Royal Melbourne Institute of Technology, Kourosh Kalantar-Zadeh de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud et Nicola Gaston de l’Université d’Auckland a maintenant imité ce processus naturel dans les systèmes métallurgiques. Ils ont commencé par produire des cristaux de zinc à partir d’un solvant de métal liquide gallium. Les expériences ont ensuite été étendues à d’autres solutés métalliques, notamment l’étain, le bismuth, l’argent, le manganèse, le nickel, le cuivre, le platine, ainsi qu’une combinaison de manganèse et d’aluminium.

Comme les flocons de neige, les flocons métalliques ont pu former différents types de structures, notamment des dendrites, des plaques, des fractales, des prismes et des aiguilles.

Les chercheurs ont pu montrer que la structure en réseau des noyaux cristallins et son interaction avec le solvant de gallium étaient essentielles pour déterminer la forme du flocon final. « Ce que nous apprenons, c’est que la structure du gallium liquide est très importante », a déclaré Gaston sur le site Web de l’Université d’Auckland. « C’est nouveau parce que nous pensons généralement que les liquides manquent de structure ou ne sont structurés qu’au hasard. »

«Contrairement aux approches descendantes de formation de nanostructures – en coupant de la matière –, ces approches ascendantes reposent sur l’auto-assemblage des atomes», a ajouté Gaston. « C’est ainsi que la nature fabrique les nanoparticules, et c’est à la fois moins coûteux et beaucoup plus précis que les méthodes descendantes. »