Les propriétés des nanoparticules, comme leur efficacité catalytique, dépendent souvent de leur taille. C'est le cas de : 

• la fréquence des oscillations électroniques collectives (ou plasmons),
• la couleur (pour les nanoparticules d'or).

Mais comment contrôler finement la taille des nanoparticules au cours de leur synthèse ?

Des chercheurs de l'Iramis ont mis en œuvre un procédé original, reposant sur la réduction métallique d'ions tétrachloroaurates (AuCl₄^-), piégés dans des nano-moules organiques, par radiolyse aux rayons X.

• Ces nano-moules sont formés en solution, par auto-assemblage de micelles sphériques, composées d'un noyau de polystyrène hydrophobe, entouré d'une couronne de chaînes de copolymères solvatés (DMAEMA).
• Ces structures sont ensuite utilisées comme « moules » pour obtenir des nanoparticule d'or de formes et de tailles contrôlées. Les ions AuCl₄^- sont introduits dans ces moules où ils se condensent sur les chaînes de DMAEMA chargées positivement, comme en témoignent des caractérisations structurales fines, couplant des mesures de diffusion de rayons X et de neutrons aux petits angles avec variation de contraste.
• Les échantillons ainsi préparés sont enfin exposés au rayonnement X intense produit par un synchrotron afin de réduire les sels d'or. La réaction chimique peut alors être suivie à l'aide d'un diffractomètre aux petits angles. Dans un premier temps, la radiolyse de la solution produit, dans la couronne micellaire, des amas d'or qui fusionnent dans un second temps pour former des nanoparticules de taille similaire à celle de la micelle

La durée d'irradiation et le nombre d'ions or rapporté aux monomères DMAEMA permettent de contrôler la taille des nanoparticules formées. Il est également possible de jouer sur la longueur des différents blocs du copolymère, pour modifier la dimension de la couronne des micelles et donc la densité et la taille des nanoparticules d'or.

Ce procédé apparaît générique et une large gamme de nanoparticules devrait pouvoir être obtenue à partir de micelles cylindriques ou de la phase lamellaire que l'on sait réaliser, en pilotant l'auto-assemblage des chaînes de copolymères.