Déposez sur une lame de nitrure de silicium des billes d'or d'une quarantaine de nanomètres de diamètre et éclairez-les par en-dessous avec un laser visible. L'onde électromagnétique excite alors des oscillations électroniques (plasmons) au sein de la nanoparticule, par résonance de plasmons de surface, ce qui fait apparaître des charges électriques dans la zone équatoriale des billes, alternativement positives d'un côté et négatives de l'autre, en suivant chaque oscillation du champ laser.
Les chercheurs ont eu l'idée d'utiliser ce phénomène pour contrôler finement le greffage par photo-polymérisation de molécules organiques sur des nanoparticules d'or. Les plasmons de surface exaltent en effet le champ électromagnétique localement, « dopant » les réactions de photo-polymérisation. La précision spatiale est exceptionnelle car la distribution du champ proche optique n'est pas altérée par la diffraction. Avec un ajustement convenable de l'irradiation, il leur a été possible de greffer une couche de polymère de manière anisotrope – seulement dans la région équatoriale des nanoparticules – et de contrôler son épaisseur (d'un à deux nanomètres).
De surcroît, ils montrent qu'il est possible de réitérer l'opération avec d'autres monomères, la première couche de polymère servant d'accroche à la seconde. Cette opération en deux étapes autorise une grande souplesse dans le choix des molécules et des fonctionnalisations accessibles. Un revêtement anisotrope à partir de monomères fluorés a ainsi pu être déposé sur des nanoparticules d'or qu'il a rendues hydrophobes.
Les prochaines études consisteront à conférer d'autres propriétés localisées aux nanoparticules, en variant la nature des monomères greffés.
Ce travail a été réalisé en collaboration avec l'Institut de science des matériaux de Mulhouse (CNRS-Université Haute-Alsace), du Light, nanomaterials & nanotechnologies (CNRS-Université technologique de Troyes) et de l'Institut de chimie radicalaire (CNRS-Aix Marseille Université) et a fait l'objet de trois articles récents dans des revues à haut facteur d'impact.
