Une particule d'or de quelques nanomètres ressemble à un minuscule diamant taillé, mais avec cinq faces au lieu des habituelles. À l'intérieur se cache un défaut, comme une fissure dans le verre qui peut soit se refermer, soit briser tout l'objet. Les scientifiques ont voulu comprendre ce qui fait bouger et disparaître ce défaut.
Ils ont construit un modèle informatique de cette particule et ont commencé à modifier sa forme : tantôt concave comme une coupe, tantôt convexe comme un dôme. Il s'est avéré que la forme concave aide les atomes de surface à se déplacer et à combler le défaut, rétablissant la symétrie. La forme convexe, en revanche, fait rapidement migrer le défaut vers l'intérieur, et la particule perd sa structure quintuple en quelques milliardièmes de seconde.
Cette découverte rappelle le travail d'un joaillier qui sait où faire une fine entaille pour que la pierre ne se brise pas, mais au contraire devienne plus résistante. Comprendre comment la forme d'une nanoparticule contrôle ses défauts internes permettra de créer des matériaux aux propriétés souhaitées, par exemple des catalyseurs pour réactions chimiques ou des composants de microélectronique.
Les nanoparticules d'or à symétrie quintuple sont utilisées en médecine pour l'administration ciblée de médicaments, car leur forme facilite la pénétration dans les cellules.