Les chercheurs ont potentiellement créé et généré un nouveau système capable de capter l’énergie lumineuse comme jamais auparavant et l’inspiration vient de la nature elle-même. La recherche a été menée au Pacific Northwest National Laboratory en collaboration avec l’Université de l’État de Washington. Ensemble, ils ont développé un système de collecte de lumière artificielle très efficace qui pourrait être utilisé à l'avenir dans les applications du photovoltaïque et de la bio-imagerie énergétique. La recherche a fourni une base pour surmonter les obstacles difficiles liés à la production de matériaux hybrides organiques-inorganiques hiérarchiquement pratiques. Ces matériaux ont généralement un arrangement atomique spécifique qui est essentiel pour conférer au matériau de nombreuses fonctions et caractères exceptionnels tels que la résistance et la ténacité. Les chercheurs ont vraiment travaillé dur pour parvenir à ce résultat.
Bien que ces types de matériaux structurés hiérarchiquement soient extrêmement difficiles à fabriquer, l'équipe multidisciplinaire de scientifiques de Chen a combiné ses connaissances spécialisées pour synthétiser une molécule avec une séquence définie afin de former un arrangement aussi spécifique. Les chercheurs ont créé une structure semblable à une protéine modifiée, appelée peptoïde, et ont fixé à une extrémité une structure précise en forme de cage à base de silicate (en abrégé POSS). Dans de bonnes conditions, ces molécules peuvent s’auto-assembler en cristaux parfaitement formés à partir de nanofeuillets 2D. Cela conduit à la création d’une autre couche de complexité semblable à celle de la membrane cellulaire, similaire à celle trouvée dans les structures hiérarchiques naturelles, tout en maintenant la haute stabilité et les propriétés mécaniques améliorées des molécules individuelles. « En tant que spécialiste des matériaux, la nature me donne beaucoup d'inspiration », déclare Chen. "Chaque fois que je souhaite concevoir une molécule pour faire quelque chose de spécifique, comme un véhicule pour l'administration de médicaments, je trouve presque toujours un exemple naturel pour modéliser mes conceptions plus tard", a ajouté Chen.
Après avoir fabriqué avec succès ces nanocristaux peptoïdes POSS et démontré leurs propriétés uniques, notamment une programmabilité élevée, l’équipe cherche désormais à tirer parti de ces propriétés. Ils ont programmé le matériau pour qu'il ait un groupe fonctionnel spécifique à des emplacements et à des distances intermoléculaires spécifiques afin que ces nanocristaux combinent résistance et stabilité.
