OPTINEWS

Un coup dur pour les contrefaçons a été donné par le Conseil National des Recherches (CNR) de Naples, la ville qui justement souffre du stéréotype de la capitale des imitations. Les chercheurs de l’Institut pour les matériaux composites et biomédicaux (Imcb) du CNR ont mis au point un système capable de démasquer les objets contrefaits.

Il s’agit d’un matériau innovant, qui conjugue les propriétés des métaux nanoscopiques avec celles des polymères : une matrice de matières plastiques renferme des nanoparticules métalliques. Le métal, exposé à des radiations ultraviolettes de fréquence adéquate, émet une lumière colorée par fluorescence, une propriété typiquement observée pour les composés moléculaires et semi conducteurs comme le silicium et le germanium, mais qui peut aussi apparaître pour des métaux de dimensions irrégulières, ce qui est dans ce cas plus difficile à observer.

“La teinte chromatique de la lumière peut être contrôlée en changeant la composition des nanoparticules”, explique Gianfranco Carotenuto, chercheur de l’Imcb-Cnr de Naples, créateur du système. “On peut par exemple utiliser un alliage or/argent ou bien du métal pur. Le métal contenu dans le produit de marque devient la caractéristique qui fait la différence et qui reste inapparent, comme une étiquette invisible.”

“Garantir à une entreprise que son propre produit n’est pas contrefait”, explique Francesca Nicolais, chercheur au Département des Sciences de la Communication de l’Université de Salerne, qui a développé l’idée avec son collègue de l’Imcb-Cnr, “signifie avant tout sauvegarder les investissements de la construction d’une identité de marque, qui peut être facilement soumise à la contrefaçon”.

Une garantie qui pourrait aider à bloquer les vrais marchés parallèles de marchandises, distribuées irrégulièrement ou contrefaites, vers lesquels les titulaires des marques endommagées ont bien peu de moyens de distinction. “Une entreprise qui réussi à éviter la contrefaçon et les fournisseurs illégaux”, ajoute la chercheur, “ce sera une entreprise plus compétitive et incitatrice à l’innovation avec des bénéfices en termes d’emploi”.

Et si la combinaison de couleurs est mise à jour, il est possible de changer la composition des nanoparticules métalliques comme la combinaison d’un coffre fort ou le mot de passe d’un système informatique. “Une caractéristique de cette approche est sa simplicité”, souligne Carotenuto. “La fluorescence est une technique déjà amplement appliquée dans le domaine de l’authentification, mais dans notre cas la couleur émise peut être modifiée et contrôlée de manière continue, permettant d’obtenir n’importe quelle nuance chromatique. En outre, l’émission de lumière se vérifie exclusivement par exposition à la radiation incidente d’une longueur d’onde bien précise, et relever seulement la présence de l’agent fluorescent résulte donc difficile si on ne dispose pas de la source de radiation nécessaire pour l’excitation de ce matériel spécifique”. La sécurité vient donc garantie par la combinaison entre la composition du produit de marque et le type de lampe utilisé pour en exciter la fluorescence.

Mais les possibles applications ne s’arrêtent pas là. Ce matériel innovant peut être utilisé en électronique, photonique et optoélectronique. Il va de l’utilisation comme filtre à appliquer sur cellules photovoltaïques pour en augmenter l’efficacité dans la production d’énergie électrique, à la réalisation de diodes émettrices de lumière (LED), senseurs photoconducteurs, afficheurs couleurs. Une autre utilisation possible est par exemple dans la construction de serres puisque ce matériel est capable de bloquer la radiation ultraviolette, dangereuse pour le métabolisme végétal, en la convertissant en lumière rouge qui accélère et favorise la croissance de la plante.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/55880.htm

Des chercheurs du Nano Machine Center à University of California à Los Angeles (UCLA) ont développé un nouveau type de nanosystème capable de piéger dans des mésopores des molécules pour le traitement du cancer et de les relâcher dans des cellules cancéreuses en réponse à un stimulus de lumière. Ce système appelé “nanoimpeller” est le premier système contrôlé par la lumière capable d’agir dans des cellules vivantes.

Les nanosystèmes mécaniques conçus pour capturer et relâcher des molécules en réponse à un stimulus font l’objet d’une activité de recherche croissante. Plusieurs équipes s’intéressent à développer un matériau photoactivé qui pourrait ainsi délivrer un médicament sous contrôle externe à un endroit et à un moment précis. Les nanosystèmes pour ce type d’applications doivent être constitués à la fois d’un contenant approprié et d’un composant mobile photoactivable qui permette de délivrer les charges du contenant. L’équipe dirigée par Fuyuhiko Tamanoi et Jeffrey Zink au California NanoSystems Institute (CNSI) de UC Los Angeles vient de développer un nanosystème qui utilise du silicum mésoporeux (pores de 200nm de diamètre) pour le contenant et des dérivés azobenzène greffés à l’intérieur des pores comme partie mobile photo sensible. On sait en effet que ces composés ont la propriété d’évoluer entre deux configurations isomères Cis et Trans sous l’effet d’une irradiation lumineuse (photo-isomèrisation). Pour tester l’efficacité de ces “nanoimpellers” pour transporter et délivrer sous contrôle externe des agents thérapeutiques dans des cellules cancéreuses, les chercheurs ont chargé les mésopores du substrat avec des molécules pour traiter in vitro différents types de cellules humaines cancéreuses (cancer du colon et du pancréas). Après une période d’incubation dans le noir, les cellules ont été irradiées sous différentes longueurs d’onde et différentes puissances, permettant aux azobenzènes de changer de configuration et de relâcher ainsi les molécules au niveau des cellules malignes.

La microscopie confocale montre que les “nanoimpellers” peuvent être contrôlés à la fois par l’intensité de la lumière, sa longueur d’onde et le temps d’exposition, ce qui permet de délivrer des doses mesurées à des moments précis. Un contrôle précis de ces différents paramètres permet donc d’envisager l’administration de médicaments depuis ces mésopores dans des sites spécifiques et à des moments précis. D’après Tamanoi et Zink, ce système a des applications potentielles dans le traitement des cancers du colon et de l’estomac : le fait de pouvoir contrôler de l’extérieur la délivrance des agents thérapeutiques permet d’administrer des petites doses régulièrement et de profiter ainsi d’une meilleure efficacité des médicaments.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53847.htm

Après l’invention d’une puce de modulation optique sur silicium, IBM plonge un peu plus dans la lumière en mettant au point un switch nanophotonique, qui se chargera de faire circuler des données à très haut débit entre les multiples coeurs d’un même processeur.

L’idée est toujours d’exploiter la lumière plutôt que les électrons, ce qui permet de véhiculer un nombre bien plus important de données en consommant beaucoup moins d’énergie.  Les signaux électriques sont modulés en impulsions lumineuses, les switchs nanophotoniques les dirigent ensuite au sein même du processeur multicoeur, pour ensuite être reconverties en signaux électriques que l’électronique pourra correctement interpréter.

« Cette invention est un ajout crucial dans la fabrication d’un réseau optique intégré à une puce électronique » explique Yurii Vlasov, responsable du projet chez IBM. Ce dernier affirme que l’idée d’un tel réseau optique intégré est « de plus en plus réaliste », ce qui pourrait considérablement accélérer les processeurs multicoeurs.

Techniquement, ce switch nanophotonique d’IBM est minuscule, on peut en disposer 2000 sur une surface de seulement un millimètre carré. Il peut diriger le trafic de plusieurs longueurs d’onde optiques en même temps, pour arriver à un débit de 1 Tbit/s (40 Gbits/s pour une seule longueur d’onde). De plus, les chercheurs d’IBM ont testé le switch dans un environnement normal de processeur, et il fonctionne parfaitement à haute température.

Ce réseau optique « on-chip » (intégré à la puce) représente pour IBM l’avenir du multicoeur à haut niveau. La firme explique que ce système s’adaptera très bien à des puces contenant des dizaines, voire des centaines de coeurs, alors que des connexions classiques en cuivre montreraient ici leurs limites : trop chaud, trop lent, trop gourmand.

Source PC IMPACT :
http://www.pcinpact.com/actu/news/42473-IBM-switch-nanophotonique.htm?vc=1

Fig. 1 : a) Fil d’or de 30 nm de diamètre et 4 µm de long. b) Observation PEEM du signal d’électrons émis montrant les interférences entre la lumière incidente et le plasmon qui se propage le long du fil.

Fig.2 : Visualisation par PEEM de l’excitation du mode de plasmon d’un bâtonnet de 100 nm de long par de la lumière à 807 nm.

Une équipe de chercheurs du CEA (1) et de l’Université de Technologie de Troyes associée au CNRS (2) a visualisé, au microscope, des plasmons à la surface de conducteurs mesurant 30 nanomètres. L’utilisation de ces plasmons, signaux à la limite de l’électronique et de l’optique, devient, à cette échelle, un enjeu important pour la miniaturisation recherchée des circuits électroniques.
C’est la première fois que des images d’une telle résolution sont obtenues pour ces phénomènes étudiés depuis une dizaine d’années. Cette observation fait l’objet d’une publication dans Nano Letters du 12 mars 2008.
En électronique, les efforts technologiques se poursuivent pour réaliser des circuits de plus en plus fins et permettant de traiter l’information à des fréquences de plus en plus élevées. Si les dispositifs électroniques deviennent plus petits et plus complexes (les micro-processeurs des ordinateurs), ils restent limités à des fréquences usuelles de l’ordre du gigahertz. Les fréquences optiques sont un million de fois plus élevées (1015 Hz), mais les limites spatiales imposées par la longueur d’onde de la lumière (de l’ordre du micron) empêchent une miniaturisation plus poussée.
Pour réduire encore la longueur d’onde, et en quelque sorte comprimer la lumière, une solution consiste à convertir le signal lumineux en « plasmon ». Le plasmon est un phénomène ayant tous les caractères d’une onde lumineuse, sauf qu’il reste bloqué aux parois d’un métal conducteur. Lorsque le diamètre de l’objet métallique est réduit à 30 nm, le plasmon développe un mode dit « lent » (on parle de plasmon lent). Or ce mode lent a la propriété d’osciller à la fréquence de l’onde lumineuse tout en ayant une longueur d’onde très inférieure à celle de  la lumière !
Les chercheurs s’y intéressent car c’est à cette même échelle approchant les 30 nm que se poseront bientôt les limites de miniaturisation en électronique.
Ces principes étaient connus, mais il restait à les observer concrètement. Lorsque le plasmon excité par la lumière se propage sur le conducteur, différents effets secondaires apparaissent, parmi lesquels l’émission d’électrons. Les chercheurs ont donc utilisé un microscope PEEM (Photo Emission Electron Microscopy) pour obtenir ces images.
La première figure montre l’émission issue d’un fil d’or. Les modulations d’intensité résultent des interférences entre le plasmon lent et l’onde lumineuse d’excitation.
L’image à très haute résolution (fig.2) montre un mode lent d’excitation plasmon d’un « bâtonnet » de 100 nm de long par de la lumière de longueur d’onde 807 nm. Ici on peut comprimer par 3 la longueur d’onde par rapport à la longueur d’onde de la lumière (entre 250 et 300 nm).
En convertissant l’information d’un signal optique vers un plasmon lent, on peut ainsi envisager, pour des structures voisines de 30 nm, de concilier les hautes fréquences optiques et les dimensions « classiques » de l’électronique silicium.

Notes :
(1) CEA-Iramis : Institut rayonnement matière Saclay.
(2) CNRS – Institut Charles Delaunay.

Source CNRS :
http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1304.htm

Schéma de principe de la reconnaissance des cellules tumorales par les nanoparticules (3).

Des chercheurs de plusieurs laboratoires associés au CNRS (1) ont réussi à synthétiser des nanoparticules poreuses, capables d’absorber l’énergie de deux photons dans le proche infrarouge et de réémettre par fluorescence un rayonnement utilisé pour l’imagerie médicale. Ces nanoparticules biphotoniques devraient permettre une détection plus précise des cellules tumorales et à terme un traitement plus ciblé. Ces résultats, déjà en ligne sur le site de la revue Chemistry of Materials, sont publiés le 25 mars 2008.

Actuellement, l’imagerie médicale des cellules tumorales repose sur la fluorescence émise par des groupements chimiques capables d’absorber l’énergie d’un photon. Ces molécules, appelées fluorophores, sont excitées dans l’ultraviolet visible. L’imagerie monophotonique reste assez peu précise. Cette limite devrait bientôt être levée grâce aux travaux de chercheurs issus de laboratoires associés au CNRS (1).

Ces chercheurs ont réussi à mettre au point des fluorophores organiques (molécules aromatiques) biphotoniques capables d’absorber simultanément deux photons dans le proche infrarouge. Ils les ont ensuite encapsulés dans des nanoparticules poreuses pour permettre leur circulation en milieu biologique. L’originalité de ce travail réside dans le fait que, contrairement aux longueurs d’onde ultraviolettes, les longueurs d’onde infrarouges pénètrent plus profondément dans les tissus et sont moins énergétiques, ce qui a pour avantage d’explorer plus profondément les tumeurs sans pour autant endommager les tissus. De plus, l’utilisation de fluorophores biphotoniques favorise l’accès à une résolution spatiale en 3D, permettant de détecter et, à terme, de traiter de façon plus précise les cellules tumorales. L’une des voies envisagées serait d’encapsuler dans les pores des nanoparticules de silice, outre l’agent fluorescent, des médicaments capables de traiter localement la cellule cancéreuse.

Les chercheurs se sont également intéressés à la fonctionnalisation de ces nanoparticules afin de créer de nouveaux marqueurs biologiques capables d’interagir avec des cellules cancéreuses du sein et du col de l’utérus. Pour ce faire, ils ont greffé sur les nanoparticules une monocouche constituée d’un polymère hydrophile (PEG : polyéthylène glycol) et d’acide folique. Ce dernier constitue le ligand (2) reconnu par les récepteurs des cellules des lignées HeLa (cancer du col de l’utérus) et MCF7 (cancer du sein) (voir schéma). Ces résultats devraient permettre d’effectuer le ciblage et l’imagerie de la tumeur en 3D. D’autres fonctionnalisations pourraient être envisagées permettant la détection d’autres tumeurs.

Notes :
(1) Institut Charles Gerhardt Montpellier (CNRS / Université de Montpellier 2) ; Institut européen des membranes (CNRS / Université de Montpellier 2) ; Laboratoire de chimie et photonique moléculaires (CNRS / Université de Rennes 1) ; Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux (CNRS) (*) et Laboratoire physico-chimie, pharmacotechnie et biopharmacie (CNRS / Université de Paris 11 Paris-Sud) (**).
   (*) David N’Guyen, Etienne Duguet (**) Catherine Dubernet, Delphine Méthy-Gonnod.
(2) Molécule se fixant dans le site actif d’une protéine. Cette fixation déclenche généralement une réponse biologique.
(3) ICGM (cette image est disponible auprès de la photothèque du CNRS, phototheque@cnrs-bellevue.fr)

Références :
Synthesis and characterisation of fluorescently doped mesoporous nanoparticles for two-photon excitation, Valérie Lebret, Laurence Raehm, Jean-Olivier Durand, Corine Gerardin, Monique Smaïhi, Nicolas Nerambourg, Martinus H. V. Werts, Mireille Blanchard-Desce, Chemistry of Materials, 25 mars 2008.

Source CNRS : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1312.htm

Un prototype commercial d’appareil de diffraction de rayons X femtoseconde a été développé par des physiciens et des constructeurs allemands. Au service de la recherche fondamentale en physique, chimie et science des matériaux, cet appareil permet de mettre en évidence les mouvements d’atomes rapides. Cet appareil a été développé par des physiciens de l’Institut Max-Born d’optique non linéaire et de spectroscopie rapide (MBI) de Berlin-Adlersdorf en collaboration avec les entreprises IfG - Institute for Scientific Instruments GmbH et Feinmechanik Teltow. Une installation modulaire permet la génération d’impulsions de rayons X durs dont la durée n’est que de quelques dixièmes de picosecondes (10E-12 secondes).

Jusqu’à aujourd’hui, très peu de chercheurs, parmi lesquels l’équipe du MBI, ont réussi à produire de telles impulsions de rayons X. Selon le Prof. Matthias Bargheer, les essais réalisés auparavant n’étaient pas adaptables à d’autres laboratoires, contrairement au nouveau prototype qui pourra dorénavant être utilisé par d’autres physiciens dont le laser n’est pas la spécialité, car il est “plus accessible qu’un tomographe axial rayons X” (scanner).

Grâce à cette diffraction de rayons X femtoseconde, l’équipe a réussi à observer des mouvements d’atomes ultrarapides dans différentes nanostructures et a pu identifier les mécanismes menant à des modifications de structure. Par exemple, elle a déterminé comment l’excitation optique d’une nanocouche métallo-ferroélectrique permet de faire disparaître la polarisation électrique en un temps proche d’une picoseconde.

Cette avancée permettra d’optimiser les différents composants électroniques afin d’améliorer encore la vitesse des ordinateurs, les nanostructures de semi-conducteurs ou encore les cristaux moléculaires.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53600.htm

Deux chercheurs de Texas A&M university à College Station (Dr Kundu et Dr Liang) ont développé un procédé de fabrication de nanofils conducteurs beaucoup plus simple et rapide, donc beaucoup plus économique que les méthodes déjà existantes.

Le principe reste le même : la métallisation de chaînes ADN qui constituent de très bons gabarits pour ces nanofils conducteurs. Elles sont à la fois solides grâce à leur structure en double hélice imbriquées, peuvent s’assembler pour former des structures complexes (cubes, carrés, jonctions T), et sont chargées négativement pour attirer les cations métalliques. Seul le procédé change, les autres méthodes demandant de travailler à haute température (>300°) et haute pression, et parfois sous irradiation gamma.

Le procédé proposé par Subrata Kundu et Hong Liang est une synthèse photochimique en une seule étape pour fabriquer des nanofils de Cadmium Sulfide (CdS) conducteurs, sur un gabarit de chaîne ADN. Le principe est simple : il s’agit de mélanger les concentrations appropriées de sel Cadmium et de thioacétamide (TAA) à une solution d’ADN, et d’exposer le mélange à des rayons UV (de longueur d’onde 260 nm) pendant 6h, à température ambiante. Il en résulte des nanofils de 50 nm de diamètre qui sont électriquement conducteurs. En effet, sous l’exposition UV, des ions S2- sont libérés et réagissent avec les ions Cd2+ pour former le CdS, stabilisé par les chaînes ADN. Les nanofils apparaissent stables et trois mois après leur formation, leurs propriétés optiques n’ont pas changé.

Dr Kundu et Dr Liang continuent leurs recherches dans le but d’utiliser différents métaux (plomb, zinc, molybdenum) pour produire ces nanofils. Cela leur permettra d’obtenir plus d’information sur la manière de contrôler le procédé. Dans un futur proche, en contrôlant la synthèse des nanofils et en jouant sur ses paramètres (concentrations des sels, temps d’exposition UV), le Dr Kundu pense être en mesure de fabriquer des structures complexes très prometteuses (en 3 dimensions, ou des jonctions T par exemple) en utilisant les propriétés intrinsèques de l’ADN, pour réaliser des microcircuits pour des puces électroniques ou des microsystèmes médicaux.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53090.htm

Beaucoup de travaux de recherche sont orientés vers la fabrication de nanofils semiconducteurs qui sont porteurs d’applications potentielles très attrayantes dans de nombreux secteurs, électronique, bio-médical, énergétique, etc. Les méthodes de synthèse sont très souvent relativement complexes et donc coûteuses, et assez mal adaptées à une production de masse qui soit industrialisable.

Un groupe de Berkeley (Université de Californie) vient de proposer une voie intéressante pour fabriquer des nanofils de silicium par un procédé “electroless”. Il s’agit d’un mécanisme bien connu des électrochimistes, qui permet de dissoudre ou de déposer un matériau par un procédé électrochimique, sans que l’on impose de courant par l’extérieur, qui résulte de réactions d’oxydo-réduction spontanées en solution. Dans le cas de la méthode proposée, il s’agit du déplacement galvanique du silicium couplé à la réduction d’ions argent à la surface de l’échantillon. Ce procédé qui consiste simplement à tremper la plaquette de silicium dans la solution permet de fabriquer une forêt de nanofils de silicium alignés perpendiculairement à la surface de la plaquette, dont les diamètres sont dans l’échelle des 20 à 300 nm. La particularité de ces nanofils est de présenter des parois relativement rugueuses, contrairement à ce qu’on obtient par d’autres méthodes de fabrication.

Cette particularité est intéressante, car il semblerait qu’elle soit à l’origine d’un renforcement important (d’un facteur 100) des propriétés thermoélectriques des nanofils. En effet, leur conductivité électrique reste très proche de celle de l’échantillon de silicium utilisé, alors que leur conductivité thermique est fortement réduite à température ambiante, ce qui a pour effet d’augmenter fortement le facteur de mérite de conversion thermoélectrique. Même si l’origine de cet effet n’est pas encore vraiment comprise, on obtient par cette méthode un matériau facile à élaborer et finalement assez peu coûteux qui pourrait être exploité pour convertir l’énergie thermique en électricité.

Les performances de conversion mesurées par les chercheurs de Berkeley sont encore insuffisantes, mais les chercheurs pensent qu’elles peuvent être optimisées en jouant sur plusieurs facteurs, comme le diamètre des nanofils (qui pourrait être diminué au dessous de 50 nm), la rugosité de leur surface, ou encore le dopage du silicium.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/52656.htm

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

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

Deux chercheurs de la Northwestern University aux USA, Maxim Sukharev et Tamar Seideman démontrent la possibilité d’une manipulation de la lumière à l’échelle nanométrique grâce à la combinaison de la plasmonique avec des concepts et des outils développés pour le contrôle de la dynamique moléculaire.

Le contrôle de la phase et de la polarisation sont appliquées pour guider l’énergie électromagnétique par le biais de jonctions de nanoparticules métalliques. La théorie du contrôle optimal est appliquée comme un outil de conception, pour élaborer des ensembles avec les fonctionnalités désirées.

Les chercheurs suggèrent également que la “nanoplasmonique” peut servir à la fabrication de sources lumineuses spatialement localisées avec des propriétés de cohérence et de polarisation prédéfinies, qui pourraient servir à contrôler des nano-systèmes individuels.

Ces sources pourraient ainsi être importantes pour la fabrication de “nano-dispositifs tout optiques” variés, qui pourraient aller des capteurs interrupteurs et “switches” à des superlentilles ou des périphériques de stockage de l’information révolutionnaires.

Référence : Maxim Sukharev et al, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 40 S283 - S298 (2007).

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Des scientifiques de l’Université de Berkeley (Californie) menés par Alex Zettl viennent de fabriquer le plus petit récepteur radio au monde à l’aide d’un seul nanotube : ce dernier placé entre deux électrodes combine les rôles des principaux composants électriques contenus dans un récepteur radio classique : l’antenne, le tuner, l’amplificateur et le démodulateur.

Le nanotube est disposé directement par croissance perpendiculairement à une surface de tungstène qui agit comme l’électrode négative du composant ; une deuxième électrode en cuivre est placée à faible distance de l’autre extrémité du nanotube et joue le rôle d’anode, l’ensemble étant placé sous vide. Sous polarisation, on observe le passage d’un courant d’émission de champ stationnaire entre la pointe du nanotube et l’anode.

Le nanotube n’agit pas comme une antenne classique car au lieu de détecter les ondes électromagnétiques électriquement, il les détecte mécaniquement : lorsque la fréquence radio émise coïncide avec la fréquence de résonance du nanotube, les vibrations mécaniques induites dans le nanotube font varier le courant d’émission de champ de sorte que vibrations mécaniques sont transformées en signal électrique. La fonction tuner est assurée par la valeur de la tension entre les deux électrodes, qui permet de varier la fréquence de résonance du nanotube, et l’amplification est obtenue en augmentant le courant de la source extérieure qui alimente le système. Enfin l’émission de champ dans le nanotube étant asymétrique, la fluctuation du courant se fait dans un seul sens et le nanotube agit ainsi comme un démodulateur.

Les auteurs suggèrent qu’une telle nanoradio pourrait être utilisée comme moyen de communication entre une station de contrôle et un composant micro ou nanométrique tel un capteur biochimique qui mesure le niveau de sucre dans le sang ou détecte la présence de cellules cancéreuses dans le corps humain.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51848.htm

Les nanotubes de carbone sont des éléments prometteurs pour l’imagerie médicale de tumeurs cancéreuses, ils sont aussi potentiellement intéressants pour la thérapie du cancer car ils peuvent être exploités pour la destruction de cellules cancéreuses par traitement thermique. On peut envisager plusieurs moyens d’exciter les nanotubes pour qu’ils libèrent de l’énergie thermique, et plusieurs équipes ont déjà proposé d’utiliser le rayonnement infrarouge. (Voir “Combattre le Cancer à l’aide des Nanotechnologies : l’effort américain” http://www.bulletins-electroniques.com/rapports/2007/smm07_069.htm ). Toutefois, même si dans cette gamme spectrale, l’absorption des tissus humains est relativement réduite, on ne peut pas espérer atteindre efficacement des tumeurs internes situées à plusieurs centimètres de la source de rayonnement.

Une autre technique développée par Steven Curley du M.D. Anderson (Houston, TX) en collaboration avec des scientifiques de Rice University (Houston, TX) et un groupe français de l’Université de Bordeaux combine une irradiation radiofréquence à 13,56 MHz avec des nanotubes de carbone mono paroi fonctionnalisés solubles dans l’eau. Cette technique non invasive a le potentiel de pouvoir traiter efficacement de nombreux cas de cancers avec un minimum, voire aucun effet toxique sur les cellules saines. Plusieurs essais on été réalisés in vitro sur trois types de cellules cancéreuses humaines et in vivo sur des lapins infectés par la tumeur hépatique VX2 en injectant différentes concentrations de nanotubes (5 à 500 mg/L) et en les exposant à des excitations de puissances différentes (100 à 800 Watts). Les chercheurs observent un échauffement conséquent des nanotubes qui se traduit par la destruction totale des cellules cancéreuses. Des tests sur la toxicité des nanotubes réalisés après traitement ne montrent aucun effet secondaire à court terme sur les lapins, même si certaines cellules saines localisées à 2-5 millimètres des tumeurs ont été endommagées du fait de la diffusion des nanotubes dans les tissus. La prochaine étape du projet consistera à améliorer la fonctionnalisation des nanotubes et leur ciblage afin de limiter la destruction de cellules saines.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51847.htm

Bientôt des livres électroniques en couleur ? Une start-up canadienne, Opalux, affirme avoir mis au point une nouvelle variété d’encre électronique dont la couleur changerait en fonction de la tension électrique qui lui est appliquée. Baptisée P-Ink, cette encre est basée sur l’utilisation de cristaux photoniques réfléchissants, dont les propriétés de réfraction de la lumière varient en fonction du courant électrique qui les traverse.

Opalux (de l’opale, l’un des seuls cristaux photonique naturels) affirme que son système permet de couvrir l’essentiel du spectre visible par l’oeil humain. Celui-ci ne requièrerait en outre qu’une faible quantité d’énergie dès lors que l’image affichée est statique. Les cristaux photoniques synthétiques employés seraient à même d’être utilisés sur des supports souples. En outre, le changement d’affichage pourrait se faire en moins d’une seconde : un temps de latence insuffisant pour envisager la lecture de vidéos, mais satisfaisant pour la lecture de documents texte enrichis d’images telles que les pages d’un magazine.

Dans un premier temps, la technologie mise au point par Opalux devrait être réservée aux panneaux d’affichage et autres supports de grande surface, mais la firme indique qu’elle sera bientôt en mesure de la décliner vers de plus petits formats, comme celui qu’adopte un livre électronique.

Source : www.clubic.com

Il existe, sous la mer, d’étranges créatures luminescentes, tel ce calmar d’Hawaï, dont les organes émettent des scintillations pour leurrer les prédateurs. Ryan Kramer, chercheur en matériaux au laboratoire Air Force, en Ohio, s’intéresse depuis quelques années à la réflectine, la molécule responsable des propriétés optiques de cet animal. C’est qu’en plus de refléter la lumière, la réflectine s’autoassemble pour former, à l’échelle nanométrique, films, rubans et réseaux de mailles régulièrement espacées, une caractéristique avantageuse pour la fabrication de nanomatériaux.

Selon Anna-Marie Ritcey et Tigran Galstian, spécialistes en nanotechnologie et en optique, au centre d’optique photonique et laser de l’Université Laval, l’autoassemblage de molécules n’est pas une nouveauté. Cependant, dans le cas de la réflectine, cet agencement se fait selon différents degrés de complexité conférant au matériau différentes propriétés optiques. En réussissant à en contrôler l’assemblage, pour former des films dont la couleur varie selon l’épaisseur, le chercheur a fait une importante percée. Au-delà des films, c’est la « formation de réseaux qui est spectaculaire » selon Anna-Marie Ritcey.

La quête de nouveaux nanomatériaux combinant propriétés électriques et optiques s’est intensifiée ces dernières années. Elle va de pair avec la miniaturisation des appareils électroniques qui rime nécessairement avec la réduction en taille des composants électroniques. Par ailleurs, l’explosion des communications par fibre optique demande une multiplication des canaux, caractérisés par différentes fenêtres de longueurs d’onde. Ces canaux doivent pouvoir transporter l’information sans débordement d’un canal à l’autre, ce que permettent justement les nanomatériaux structurés en réseaux. De cette découverte sur la réflectine, d’autres applications comme des revêtements changeant de couleurs ou anti-UV sont du domaine du possible, croit Tigran Galstian.

Source : http://www.sciencepresse.qc.ca/node/18653

L’analyse d’impulsions de résistance (resistive pulse analysis) est une méthode qui permet d’analyser la taille et la concentration de particules dispersées en solution, son principe consiste à mesurer la variation du courant ionique qui traverse un pore qui connecte deux réservoirs remplis de solutions d’électrolytes. Lorsqu’une particule (ADN, protéine, virus, etc.) se déplace d’un réservoir à l’autre à travers du nanopore sous l’action d’un champ électrique ou d’un mouvement fluidique, il se produit une variation temporaire de la résistance entre les deux réservoirs. La taille des particules ainsi que leur concentration est déterminée en analysant l’amplitude et la fréquence des impulsions.

Le diamètre et la forme du pore sont donc deux caractéristiques à maîtriser si l’on veut obtenir des biodétecteurs de meilleure précision, des chercheurs de University of Florida (Gainesville, FL) ont mis au point un procédé qui permet de contrôler leur diamètre avec précision. La membrane sur laquelle est gravé le nanopore est composée d’un polymère (PET) préparé par gravure single-track, ce procédé qui consiste à endommager une petite zone de la membrane à l’aide de particules à haute énergie afin que le matériau se dissolve lors de son exposition à une base (NaOH). Habituellement le diamètre du pore est contrôlé en ajustant la durée d’immersion dans la base, cependant cette technique est aléatoire et ne permet pas de reproduire des pores de mêmes caractéristique.

Leur procédé consiste à mesurer le courant ionique qui traverse le pore et à stopper l’immersion de la membrane lorsque ce dernier atteint une valeur de référence. Avec ce procédé les chercheurs ont fabriqué des pores d’un diamètre allant de 10 à 60 nm avec une précision d’environ un nanomètre ce qui permettra à l’avenir une meilleure reproductibilité des caractérisation par analyse d’impulsion de résistance.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50652.htm

Les aliments de demain seront conditionnés dans des emballages “futés” qui pourront détecter les éventuelles détériorations et la présence de contaminants pathogènes. On pourra ajuster leur couleur, leur saveur ou leurs apports nutritionnels en fonction du goût de chaque consommateur. En Agriculture, les nanotechnologies promettent de réduire l’utilisation de pesticides et l’amélioration des cultures et de l’élevage. Une étude récente faite par Cientifica montre qu’il y a déjà 150 applications des nanotechnologies dans l’industrie agroalimentaire, principalement dans les grands groupes tels que : Nestlé, Kraft, Heinz et Unilever.

Le gouvernement américain a investi une part de son budget annuel pour la recherche nanotechnologique dans les applications de la nanotechnologie à l’agroalimentaire. Jennifer Kuzma et Peter VerHage du centre pour la science et la technologie de l’University du Minnesota, ont écrit un rapport sur l’application actuelle ou potentielle des nanotechnologies à l’agroalimentaire. Ils ont évalué les risques et bénéfices pour l’environnement, la santé et la sécurité.

Aujourd’hui, pour avoir quelques exemples de cette application, des chercheurs ont déjà mis au point de nouvelles sortes d’huiles de colza pouvant stopper l’accumulation du cholestérol dans le sang, ou encore des milk-shakes au chocolat plus savoureux et aux qualités nutritionnelles optimisées.

Selon David Rejeski, directeur du projet sur l’émergence des nanotechnologies, le nombre de ces produits sur le marché reste pour l’instant relativement faible, mais le gouvernement américains et les grosses industries agroalimentaires dépensent de plus en plus d’argent pour la recherche et le développement des applications aux procédés agroalimentaires, la sécurité alimentaire et les emballages.

La “National Science Foundation” prévoit que le marché des nanotechnologies appliquées aux aliments s’élèvera à 103 milliards de dollars en 2015. Les Etats-Unis investissent actuellement près de 3 milliards par an pour la recherche et le développement des nanotechnologies.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/51114.htm

Des physiciens en Irlande et en Allemagne ont développé une nouvelle nanostructure réglable basée sur des “nanowires” inclus dans un substrat flexible de polymère. Cette innovation de rupture permettra aux chercheurs de dépasser les systèmes classiques et d’explorer des dispositifs réglables, importants pour une variété d’applications en optique et photonique, en particulier dans le domaine médical.

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C’est ce que des chercheurs de deux laboratoires du CNRS à Toulouse, le Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) et le Laboratoire d’Analyse et d’Architecture des Systèmes (LAAS), sont parvenus à concevoir. Pour réussir cette prouesse consistant à mettre sous forme de plots nanométriques appelés “DOTS” un matériau à transition de spin, les chercheurs toulousains ont utilisé une technique d’assemblage séquentiel, récemment brevetée par l’équipe d’Azzedine Bousseksou (LCC) et de Christophe Vieu (LAAS), et une technique de lithographie électronique.

Particularités de ces plots : ils réagissent à des changements de température, de pression de champ magnétique ou de composition chimique du milieu environnant en subissant une modification de leurs propriétés électroniques (transition de spin). Précisons que ces deux états électroniques, ON (haut spin) et OFF (bas spin), sont stables à température ambiante. Par ailleurs, la transition de l’un vers l’autre est réversible.

Ces résultats permettent d’envisager notamment le développement de mémoires d’ordinateur de très haute densité et de capteurs chimiques de taille nanométrique. Les domaines de l’optique et du traitement de l’information pourrait également bénéficier de cette avancée.

Source ADIT :
http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/50987.htm