Quand l’électrostatique modifie l’organisation des particules : découverte de cristaux de Wigner dans des bâtonnets colloïdaux
Les cristaux de Wigner, prédits en 1934 pour les électrons, sont des structures ordonnées qui se forment lorsque des objets chargées s’organisent en un réseau cristallin sous l’effet de répulsions électrostatiques à longue portée. Dans cette étude, des chercheurs du Centre de Recherche Paul-Pascal de Pessac et de l’Université de Venise explorent un phénomène similaire avec des particules colloïdales allongées. À très faible concentration en sel et en particules, ces bâtonnets forment spontanément une structure cristalline, remplaçant certaines phases cristal-liquides habituellement observées. Cette transition, observée expérimentalement et confirmée par des simulations, résulte de la minimisation des répulsions électrostatiques et de la maximisation de l’entropie liée aux fluctuations des particules. Cette découverte est significative car elle montre comment les interactions électrostatiques à longue portée peuvent profondément modifier l’organisation de (nano)particules, ouvrant la voie à de nouvelles approches pour la conception de matériaux auto-assemblés et permettant une meilleure compréhension des phénomènes d’auto-organisation.
Structure hexagonale obtenue par diffusion des rayons X d’un cristal de Wigner formé par des bâtonnets colloïdaux chargés stabilisés par des interactions électrostatiques à longue portée.
Reference :
Unveiling Crystalline Order from Glassy Behavior of Charged Rods at Very Low Salt Concentration
- Anop, L. Dal Compare, F. Nallet, A. Giacometti, E. Grelet*
Phys. Rev. Lett. 134, 118101 (2025).
Contact :
Eric Grelet
Centre de Recherche Paul-Pascal, UMR5031
CNRS – Université de Bordeaux
115 Avenue Albert Schweitzer
33600 Pessac, France
Tel: +33 5 56 84 56 13