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Utilisateur:Abbet allani/Brouillon

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Nano résonateurs chimiques[modifier | modifier le code]

Définition[modifier | modifier le code]

Les nano résonateurs chimiques sont des dispositifs intégrant des fonctionnalités électriques et mécaniques à l'échelle nanométrique. Ils intégrent des actionneurs mécaniques et peuvent ainsi former des capteurs biologiques, physiques et chimiques. Le nom provient des dimensions typiques de l'appareil de l'ordre du nanomètre, dont les caractéristiques mènent à une faible masse et des fréquences de résonance mécaniques élevées[1]. Ceux-ci font partis de la catégorie des systèmes nano-électromécaniques (NEMS). Ce type de technologie a eu un très grand impact dans le domaine de la recherche scientifique et pourrait éventuellement remplacer plusieurs systèmes micro-électromécaniques (MEMS), comme l'avais anticipé le scientifique Richard Feynman dans son discours en 1959, There's Plenty of Room at the Bottom[2]. Vu leur tailles réduites, ces résonateurs, en général, peuvent êtres intégrés comme accéléromètre ou détecteurs de substances chimiques. Ils ont une plus grande efficatité puisqu'ils consomment moins d'énergie[3] et possèdent des coûts de fabrication réduits[4].

Pourquoi ?[modifier | modifier le code]

Parmi les causes principales qui ont motivées les chercheurs à créer des nano résonateurs chimiques, est la détection d'une variété de gaz et particules qui sont souvent inaperçues et indétectables avec les MEMS. Ceux-ci ayant une concentration dans l'air pouvant s'avérer dangereuse pour l'être humain, lors des processus de fabrications biologique ou chimique et même parfois dans les environnement de travail. On retrouve des études qui datent de 1997[5] mentionnant les effets nocifs de ces gaz constitué de composés organiques volatiles (COV) et d'hydrocarbures chlorés (CSS) qu'on peut trouver dans les poussières des maisons.

Principe de fonctionnement[modifier | modifier le code]

(équation) C'est une structure physique vibrant à une fréquence donnée, comme une onde de violon ou le bord d'un verre de vin qui émettent un son distinct quand on les frottes. Cependant ceux-ci sont beaucoup plus petits, plus petit même qu'une cellule rouge humaine. Leur petite taille leur permet de vibrer beaucoup plus vite que les autres résonateurs[6].

Domaine de recherche[modifier | modifier le code]

Des chercheurs de L'Alliance NanoVLSI[7] se concentrent sur le développement de capteurs à échelle nanoscopique dans trois domaines principaux de mesure tel que la détection de gaz chimiques, les capteurs biochimiques en phase liquide pour la recherche pharmaceutique et le diagnostic médical (par exemple: nez artificiel pour détection de cancer[8] ) ainsi que la spectrométrie de masse microfluidique[9].

Il y a aussi des chercheurs de l'université d'Alberta qui ont mis au point une plate-forme de nanofil résonateur électrique hautement sensible pour détecter des produits chimiques à l'aide d'infrarouge (IR) sans avoir besoin d'aucun détecteur IR secondaire. La méthode permet d'obtenir non seulement une haute sélectivité, mais démontre également la sensibilité de l'ordre du femto.[10]

Les recherches dans ce domaine ont commencé depuis les années 90 et jusqu'à nos jours, il y a eu plusieurs centaines de publications.[11]

Futur application[modifier | modifier le code]

Une invention est proposée comme un capteur basse-consommation permettant de capter un goût ou une odeur avec une grande sensibilité (de l'ordre de quelque ppm), notamment pour son utilisation dans un terminal mobile tel qu'un téléphone portable[12].

La présente invention propose quant à elle de fournir un capteur chimique ou biologique basse consommation basé sur les Nanotechnologie. Avantageusement, ce type de capteur peut fonctionner à température ambiante, et peut être intégré directement sur des puces électroniques CMOS silicium[13] qui permettent le traitement des données. L'invention repose sur l'utilisation d'un nouveau type de capteurs permettant un comptage individuel des molécules visées. Ces capteurs utilisent une technologie associant : - des bio-antennes nanométrique[14] - telles que des nano-fils - pour la fonction de réception des molécules visées, et - des transistors mono-électron[15] (ou « SET », acronyme de l'expression anglo- saxonne « single électron transistor ») pour la Transduction.

Références[modifier | modifier le code]

  1. ↑ James E. Hughes Jr.; Massimiliano Di Ventra; Stephane Evoy (2004). Introduction to Nanoscale Science and Technology (Nanostructure Science and Technology). Berlin: Springer. (ISBN 1-4020-7720-3).
  2. ↑ https://en.wikipedia.org/wiki/Nanoelectromechanical_systems
  3. ↑ http://www.ece.vt.edu/news/ar13/NEMS.php
  4. ↑ James E. Hughes Jr.; Massimiliano Di Ventra; Stephane Evoy (2004). Introduction to Nanoscale Science and Technology (Nanostructure Science and Technology). Berlin: Springer. (ISBN 1-4020-7720-3).
  5. ↑ http://www.google.com/patents/WO1997045723A1?cl=en&hl=fr
  6. ↑ http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/68339.htm
  7. ↑ http://www.nanovlsi.com/
  8. ↑ http://www.maxisciences.com/cancer/un-nez-artificiel-pour-detecter-le-cancer_art14108.html
  9. ↑ http://technologie-innovation.fr/nez-artificiel-aussi-performant-quun-chien-pour-la-detection
  10. ↑ http://www.tecedmonton.com/nano-resonator-sensor-for-high-sensitivity-and-selectivity-in-chemical-sensing/
  11. ↑ http://pubs.acs.org/action/doSearch?text1=chemical+nano+resonator&field1=AllField
  12. ↑ http://www.google.com/patents/WO2014001569A1?cl=fr
  13. ↑ http://www.techniques-ingenieur.fr/base-documentaire/electronique-automatique-th13/technologies-des-dispositifs-actifs-42286210/circuits-integres-cmos-sur-silicium-e2432/
  14. ↑ http://www2.cnrs.fr/presse/communique/2713.htm
  15. ↑ https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00540644
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