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Posté par Redbran le Mardi 30/01/2018 à 12:00
Les nouvelles techniques d'impression rapprochent les "laboratoires sur papier" de la réalité

La perspective d'une production bon marché de laboratoires sur puces jetables s'est en effet rapprochée grâce aux travaux des chercheurs de l'Union européenne qui ont réussi à imprimer un laboratoire complet sur papier. Ces dispositifs constitués d'un papier (Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales et animales. Il se présente sous forme de feuilles minces et est considéré comme un...) arborant différents motifs et capables de manipuler les microfluides, de filtrer, capter puis de transmettre les résultats, pourraient révolutionner les systèmes de santé (La santé est un état de complet bien-être physique, mental et social, et ne consiste pas seulement en une absence de maladie ou d'infirmité.) en permettant l'accès de diagnostics sophistiqués pour tous.

Les progrès réalisés par les chercheurs de l'UE sur ces techniques pourraient bientôt nous permettre de disposer de systèmes diagnostics à usage (L’usage est l'action de se servir de quelque chose.) unique sur papier qui pourront faire tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) ce que nous faisons actuellement en laboratoire, mais en le faisant beaucoup plus rapidement et à un coût largement inférieur.

Les chercheurs de NANOPAD ont développé des techniques d'impression utilisant des encres électriques afin de transformer un papier ordinaire en dispositif électrochimique sophistiqué. Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et l’intégration d’une...) de trois ans, financé par une bourse Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une physicienne polonaise naturalisée française[1].), a permis à Max Hamedi, un scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) suédois spécialiste des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.), de se rendre aux États-Unis pour développer ses idées dans les laboratoires de l'Université Harvard (L’université Harvard (Harvard University), ou plus simplement Harvard, est une université privée américaine située à Cambridge dans le Massachusetts. Fondée en 1636,...).

Les chercheurs ont tenté pendant plusieurs années d'unifier la biochimie, l'électronique et la microfluidique (La microfluidique est la science et la technologie des systèmes manipulant des fluides et dont au moins l'une des dimensions caractéristiques est de l'ordre du micromètre.) ou la manipulation des liquides, pour construire des systèmes complets d'analyse à l'échelle micrométrique. Dr Hamedi est convaincu que l'approche de son équipe - utilisant des encres conductrices intelligentes pour imprimer sur papier ou d'autres matériaux - a permis de franchir une étape significative.

La technique consiste à façonner des structures microscopiques poreuses de conducteurs électroniques sur papier. Contrairement aux fils imprimés classiques, celles-ci sont poreuses avec une surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est...) élevée, elles peuvent transporter des liquides et des électrons simultanément et résister aux rayures ou au froissement du papier.

Les résultats de NANOPAD incluent par exemple, l'intégration de capteurs (Un capteur est un dispositif qui transforme l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable, exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une...) ioniques dans le papier, le développement de la première vanne électrique imprimée capable de contrôler l'écoulement des liquides et la possibilité de contrôler électroniquement les liquides par une impression sur tissus. "Une autre découverte importante est que vous pouvez enrober les surfaces de cellulose afin qu'elle réagisse comme un papier électronique (Le papier électronique, appelé aussi E-paper, est une technique d'affichage cherchant à imiter l'apparence d'une feuille imprimée. Contrairement aux techniques d'affichages classiques (écran à cristaux liquides ou à tube...) conducteur", nous explique le Dr Hamedi, maintenant professeur adjoint de chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec...) à l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel...) Royal de Technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) KTH de Stockholm (Suède). "Cela signifie qu'un morceau de papier peut absorber un liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), du sang (Le sang est un tissu conjonctif liquide formé de populations cellulaires libres, dont le plasma est la substance fondamentale et est présent chez la plupart des...) par exemple, l'analyser par réaction biochimique, et que vous pouvez ensuite lire les signaux électroniquement", ajoute-t-il.

Un diagnostic pour tous

Ces progrès pourraient démocratiser l'accès aux capteurs et, par ce biais, permettre un diagnostic avancé de la maladie (La maladie est une altération des fonctions ou de la santé d'un organisme vivant, animal ou végétal.) et un suivi aisé des marqueurs de santé.

Cela révolutionnerait bien sûr la façon dont les patients sont diagnostiqués dans les hôpitaux, mais c'est dans les conditions plus difficiles d'accès aux soins, par exemple dans les zones rurales ou les pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision de la civitas gallo-romaine. Comme la...) en développement que cette technologie pourra vraiment faire la différence. "Imaginez que je vous annonce que je possède un appareil que vous pouvez brancher sur votre téléphone (Le téléphone est un système de communication, initialement conçu pour transmettre la voix humaine.) et qui détecterait à quelle souche de paludisme (Le paludisme (du latin paludis, « marais »), aussi appelé malaria (de l'italien mal'aria, « mauvais air »), est une maladie infectieuse due à...) vous avez à faire", nous explique le Dr Hamedi, à titre d'illustration.

L'innovation par l'intégration

La surveillance de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux écologiques...) est le deuxième domaine dans lequel le Dr Hamedi pense que cette technologie pourrait avoir un impact important, même s'il admet volontiers qu'il est difficile de prédire à quoi serviront de tels dispositifs à l'avenir.

"La science des matériaux (La science des matériaux regroupe les domaines qui étudient la matière qui constitue les objets. Cela va des roches (en géologie) aux métaux en passant par les matériaux de construction (génie civil), les polymères (plastiques,...) ne consiste pas toujours à trouver de nouveaux matériaux, mais parfois à penser différemment ceux existants", nous dit-il. "Le papier est utilisé depuis plus de 50 ans comme une plate-forme pour créer tel ou tel sorte de dispositif de détection, mais la véritable innovation est d'y intégrer la façon dont vous contrôlez les liquides et la numérisation (La numérisation est le procédé permettant la construction d'une représentation discrète d'un objet du monde réel.) des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un...)".

Sept articles ont été publiés sur ces résultats et l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) de Harvard a déposé cinq brevets couvrant cette technologie. De retour à Stockholm depuis 2016, le Dr Hamedi dirige actuellement son propre groupe de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances...) et travaille à l'application de cette technologie d'impression sur l'ADN.

Pour plus d'information voir:
- http://cordis.europa.eu/docs/results/330/330017/final1-figures-report-mariecurie.pdf

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Source: © Union européenne, [2018] / CORDIS
 
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