OPTINEWS

Les structures polymériques d’échelle micrométrique formées de motifs 2D trouvent de nombreuses applications dans les biodétecteurs et les systèmes de diagnostic. La disponibilité de structures 3D devrait permettre d’importantes avancées dans le domaine des cristaux photoniques, du stockage holographique et dans l’ingénierie tissulaire. Parmi les méthodes de fabrication envisagées pour fabriquer de telles structures, les approches “top-down” permettent un contrôle précis de la taille et de la forme des structures, mais ne sont pas adaptées à une production de masse car la fabrication point par point est lente. Les approches “bottom-up” sont moins coûteuses et permettent de couvrir de grandes surfaces, avec cependant un taux de défaut généralement élevé et seulement quelques géométries compatibles avec cette approche.

Une équipe de scientifiques du MIT (Cambridge, MA) menée par Edwin Thomas et Patrick Doyle vient de mettre au point un système microfluidique qui permet de fabriquer par une approche bottom-up des microparticules en 3D de forme et de constitution différente en assemblant des nanoparticules colloïdales par lithographie. Le système microfluidique est constitué d’un canal dans lequel circule une solution contenant des nanoparticules d’un polymère (PEGDA Oligomer) et un photo-initiateur. L’exposition des nanoparticules à la lumière UV entraine leur agglomération et leur solidification en une seule particule. Le contrôle de l’exposition lumineuse est assuré par lithographie à interférence de phase (phase-mask lithography) qui permet de définir des motifs et des formes en 3D.

A l’aide de cette technique, les chercheurs ont pu fabriquer des prismes et des sphères plastiques de 60 micromètres à la fréquence de 10.000 par heure, il est également possible d’insérer diverses nanoparticules dans la solution comme, par exemple, des nanoparticules fluorescentes.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52201.htm
Technology Review :
http://www.technologyreview.com/Nanotech/19786/

Une nouvelle technique développée par une équipe du Rensselaer Polytechnic Institute (RPI) permet de cibler spécifiquement certaines protéines, comme par exemple une toxine de l’anthrax, pour les rendre inoffensives en n’utilisant rien d’autre qu’un rayonnement lumineux. Cette méthode pourrait être aussi utilisée pour mettre au point de nouveaux traitements du cancer, ou encore pour développer des revêtements antibactériens.

Les chercheurs s’intéressent depuis longtemps à la possibilité d’enrouler des protéines autour de nanotubes de carbone, car cela ouvre de nombreuses perspectives d’applications pour l’imagerie médicale, le développement de bio-capteurs, ou encore le traitement des tumeurs cancéreuses. L’étude réalisée par l’équipe du Dr Ravi S. Kane vise à contrôler l’activité de ces nanotubes conjugués par des processus photochimiques induits par un rayonnement infrarouge (IR).

Les systèmes biologiques sont relativement transparents dans le proche IR (700-1100 nm), et ce type de rayonnement a déjà été utilisé pour échauffer fortement par absorption IR des nanotubes et détruire ainsi les cellules cancéreuses auxquelles ils étaient accrochés. L’idée de Kane est d’utiliser ce même type d’excitation lumineuse des nanotubes pour modifier l’activité des protéines qui sont absorbées à leur surface. L’hypothèse avancée par les chercheurs est que la désactivation de la protéine résulte de la formation photo induite de radicaux libres à la surface du nanotube, qui agissent ensuite sur la protéine absorbée. Ils ont ainsi montré qu’ils pouvaient réaliser sélectivement la destruction d’une toxine de l’anthrax fixée sur un nanotube.

L’équipe a également exploité la même approche pour réaliser un film auto nettoyant à base de nanotubes de carbone : après avoir absorbé des protéines sur un film transparent de nanotubes de carbone, les chercheurs ont montré qu’ils pouvaient éliminer totalement la protéine absorbée par une simple illumination du film dans le proche IR. Cette étude montre ainsi que la désactivation photochimique assistée par les nanotubes constitue une stratégie générale et facile à mettre en oeuvre pour l’élimination ciblée de protéines, d’éléments pathogènes ou encore de cellules, dont les applications peuvent aller de la réalisation de revêtements auto nettoyants à la protéomique ou au développement de nouveaux moyens thérapeutiques.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52284.htm

Des chercheurs de l’Université de Stuttgart ont conçu pour la première fois des métamatériaux optiques à trois dimensions dans le domaine visible. Il s’agit de matériaux composites artificiels qui révolutionnent le domaine de l’optique depuis quelques années. Les nanostructures souvent en or ou en argent, encastrées dans du verre, sont espacés d’une distance plus petite que la longueur d’onde de la lumière.

Le phénomène de réfraction est connu : c’est sur lui et sur les lois classiques de l’optique que se sont basées les recherches portant sur les lunettes, les télescopes, les objectifs de caméras et microscopes. Dans le cas de métamatériaux, l’onde lumineuse passe au-dessus des structures composites du fait de leur taille (quelques douzaines de nanomètres), ce qui entraîne le comportement nouveau de cette nanostructure à indice de réfraction négatif. L’équipe du Prof. Harald Gießen de l’Institut de physique 4 de l’Université de Stuttgart a utilisé cette propriété connue depuis quelques années pour réaliser de telles structures : des matériaux aussi appelés matériaux main-gauche (voir schéma).

Les métamatériaux exploitent les propriétés de la lumière en tant qu’onde électromagnétique. En 2004, ses propriétés ont été modifiées pour la première fois : il a suffi d’ordonner les nanostructures des métamatériaux de façon comparable à l’association de petits oscillateurs faits de bobines et de condensateurs. En combinant les propriétés électriques et magnétiques de différents matériaux, on arrive à un indice de réfraction négatif.

Jusqu’à présent, seules de petites structures métalliques planes ont été réalisées. Or, pour pouvoir exploiter le phénomène, comme pour la réalisation de lentilles à indice de réfraction négatif, dont la résolution ne serait plus limitée par les lois classiques de l’optique, il faut un matériau tridimensionnel. La méthode utilisée à Stuttgart pour la réalisation a été le dépôt couche par couche, introduisant diverses techniques de planarisation, d’alignement et d’empilement latéral. Les applications ne sont pas encore bien définies, mais la réalisation de lentilles pourrait permettre d’améliorer encore les télescopes et autres outils de physique. Cette démarche représente également un pas de plus vers la réalisation de capes optiques destinées à rendre des objets entiers invisibles. Dans les trois années à venir, les chercheurs de Stuttgart examineront les possibilités en coopération avec l’Institut Max Planck de physique du solide et les Universités de Karlsruhe et de Jena. Le Ministère de l’enseignement et de la recherche (BMBF) soutient déjà les recherches.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52148.htm

A partir d’une technologie laser, des chercheurs de l’entreprise “Lyumex” de Saint Petersbourg ont mis au point un nouvel appareil permettant de mesurer la taille de particules infiniment petites. Eclairées par un faisceau laser, ces particules microscopiques peuvent également être comptées puis classées selon leur taille qui peut atteindre plusieurs centaines de nanomètres.

Le principe de base permettant d’obtenir des résultats si précis consiste à évaluer les angles de diffusion résultant de l’éclairage des particules. Un capteur multi-unitaire enregistre les rayonnements diffusés afin de mesurer son intensité sur différents angles de diffusion. Par la suite, la résolution d’un système d’équations permet déterminer la taille de la particule.

Cette nouvelle méthode présente un aspect très innovant et compétitif puisque actuellement les seuls instruments pouvant réaliser ce type de mesures sont des microscopes beaucoup plus onéreux.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52132.htm