13.11.2003 – 17:41

EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale

EPFL: Nanoparticules : la couleur de la lumière utilisée pour modifier leur taille et leur forme

Lausanne (ots)

Découverte majeure en nanosciences

Pour la première fois, et par la seule utilisation de filtres de 
couleurs différentes, les scientifiques de l’Ecole Polytechnique 
Fédérale de Lausanne sont parvenus à contrôler de manière précise la 
forme, triangulaire ou pyramidale, de nanoparticules d’argent. Le 
même procédé a également permis de maîtriser la croissance de ces 
particules. La recherche fait l’objet d’un article dans le magazine 
de pointe en nanosciences « Nanoletters ».

« On ne s’attendait pas du tout à ces résultats ! », Andrea 
Callegari, Docteur en chimie physique, explique l’aboutissement 
surprenant de l’expérience, menée au sein du groupe du professeur 
Majed Chergui, en compagnie du Docteur Dino Tonti, à l’Institut de 
chimie moléculaire et biologique. « Nous voulions fabriquer des 
nanoparticules (particules dont la taille s’élève à quelques 
millionièmes de millimètre à peine) d’argent de forme triangulaire. 
La lumière blanche peut être utilisée pour transformer de petites 
particules sphériques en particules plus grandes, ayant la forme de 
plaques triangulaires. Comme nous étions pressés, nous avons 
utilisé, lors d’expériences successives, des lumières de couleurs 
différentes afin de tester l’efficacité de différentes couleurs de 
lumière sur le changement de forme des particules. ». La formation 
de nanoparticules de forme sphérique et de taille quelconque est 
aisée. Par contre, il n’était pas possible, jusqu’à l’obtention des 
résultats de cette expérience, d’obtenir des particules de forme non 
sphérique et de pouvoir maîtriser leur taille. Andrea Callegari 
poursuit : « L’équipe s’est rapidement aperçue que la lumière 
exerçait également une influence sur la taille de ces particules ». 
Le nouveau procédé constitue, en outre, une méthode de « fabrication 
» de nanoparticules plus précise et plus propre que la méthode 
classique. La méthode classique consiste à plonger les particules 
dans un liquide auquel il faut ajouter différents produits 
chimiques. La méthode photochimique, employée dans l’expérience, 
permet d’employer moins de produits chimiques et de stopper 
l’expérience dès l’obtention de la forme et de la taille souhaitées. 
L’expérience a été effectuée dans le cadre d’un projet financé par 
le NCCR, National Centre of Competence in Research.

Lumière rouge ou bleue 
L’expérience a été menée sur des 
nanoparticules d’argent sphériques, de 5 à 10 nanomètres, plongées 
dans une solution aqueuse. Les scientifiques ont observé que la 
lumière dans la gamme du rouge illuminant, durant huit heures 
environ, cette solution aqueuse, permettait d’obtenir des 
nanoparticules ayant la forme de plaquettes triangulaires de 50 à 
100 nanomètres (nm). Le dégradé de couleur (d’orange clair à rouge 
foncé ) de la lumière utilisée permettait d’influer précisément sur 
la taille des particules. La gamme bleue permettait de produire des 
particules plus petites, jusqu’à 20 nm environ, et leur donnait une 
forme pyramidale. Jusqu’à présent, les modèles théoriques de « 
fabrication » des nanoparticules ne précisaient pas l’influence de 
la couleur de la lumière sur la forme et la taille des particules 
obtenues. L’apport des scientifiques de l’EPFL ne remet pas en cause 
la théorie existante ; leur découverte suggère plutôt un effet de la 
couleur de la lumière, c’est-à-dire sa longueur d’onde émise, sur la 
façon dont les particules s’organisent entre elles pour former des 
particules plus grandes et de formes différentes.

Marquer des protéines  
La taille et la forme des nanoparticules déterminent elles-même une 
couleur intrinsèque bien précise. La possibilité de pouvoir 
contrôler de manière précise la taille, la forme et la couleur de 
ces particules augmente leur champ d’application. En imagerie 
biomédicale, par exemple, les scientifiques pourraient marquer une 
sorte de protéines, appelons la « A », par un type de nanoparticules 
précis, rouge par exemple. Ces particules seraient introduites dans 
le corps humain à la recherche des protéines « B », auxquelles elles 
se collent habituellement. En déterminant, ensuite, l’emplacement 
des protéines « A » dans le corps, les chercheurs pourraient savoir 
où se trouvent, et en quelle quantité, les protéines « B ». Pour ce 
faire, les scientifiques diffuseraient la couleur de lumière 
réfléchie par les nanoparticules employées. Grâce à ce « tatouage » 
et grâce à la transparence des tissus biologiques à différentes 
couleurs, la présence, ou l’absence, de protéines pourrait être 
observée.

Informations complémentaires: 
Andrea Callegari, Institut de Chimie 
Moléculaire et Biologique, 1er assistant, 021-693 04 56 
Majed Chergui, professeur de chimie et de physique, Institut de 
Chimie Moléculaire et Biologique, 021-693 04 57 
Article de la revue « Nanoletters » : Photochemically grown silver 
nanoparticles with wavelength-controlled size and shape », A. 
Callegari, D. Tonti, and M. Chergui, Nanoletters, Vol. 3, No. 11.