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Posté par Michel le Mardi 24/08/2010 à 00:00
De bonnes vibrations: de nouveaux produits à l'échelle atomique à l'horizon
Une découverte permet de nanomanipuler l'effet piézoélectrique.

L'effet piézoélectrique, c'est-à-dire la génération d'un champ électrique par la compression et l'expansion de matériaux solides, offre une vaste gamme d'applications sur des objets du quotidien comme les montres, les détecteurs de mouvements et les systèmes de positionnement (On peut définir le positionnement comme un choix stratégique qui cherche à donner à une offre (produit, marque ou enseigne) une position crédible, différente et attractive au sein d’un...) précis. Des chercheurs du Département 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 lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou proches.) de 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 États-Unis,...) McGill de Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue un centre majeur du commerce, de l'industrie, de la culture, de la finance et des affaires internationales....) viennent de découvrir comment maîtriser cet effet sur des nanosemiconducteurs appelés points quantiques, ce qui ouvre la porte à la mise au point (Graphie) de nouveaux produits incroyablement minuscules.


Un laser du laboratoire du professeur Kambhampati utilisé pour projeter de la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La lumière est intimement...) sur les points quantiques.
Crédit: Département de chimie de l'Université McGill.

Bien que le terme "quantique" soit utilisé dans le langage courant pour faire référence à quelque chose de très gros, il signifie en fait la plus petite mesure par laquelle certaines propriétés physiques peuvent changer. Un point quantique présente un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la...) d'à peine dix à 15 atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...), soit moins de dix nanomètres. En comparaison, le diamètre de la double hélice (Hélice est issu d'un mot grec helix signifiant « spirale ». Un objet en forme d'hélice est dit hélicoïdal.) de l'ADN fait deux nanomètres. Les chercheurs mcgillois ont découvert une nouvelle manière de faire en sorte que les charges individuelles demeurent à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) du point, ce qui produit un vaste champ électrique (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement de mesurer en tout point de l'espace l'influence exercée à distance par des particules chargées électriquement.) au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui englobe...) du point. Ce champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction, définie en tout...) produit d'énormes forces piézoélectriques, entraînant une expansion et une contraction importantes et rapides des points en une picoseconde ou moins. De plus, l'équipe est capable de maîtriser l'ampleur de cette vibration.

Les points quantiques de séléniure de cadmium (Le cadmium est un élément chimique de symbole Cd et de numéro atomique 48.) peuvent être utilisés dans une vaste gamme d'applications technologiques. L'énergie solaire (L'énergie solaire est l'énergie que dispense le soleil par son rayonnement, directement ou de manière diffuse à travers l'atmosphère. Sur Terre,...) est un des secteurs explorés, mais cette nouvelle découverte ouvre la voie à d'autres applications dans des appareils à l'échelle nanoscopique. Elle permet de maîtriser la vitesse (On distingue :) et le temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) de commutation des appareils nanoélectriques, voire de mettre au point des sources d'alimentation nanoscopiques, grâce auxquelles une petite compression produirait une tension (La tension est une force d'extension.) élevée.

"L'effet piézoélectrique n'a jamais été manipulé à cette échelle dans le passé (Le passé est d'abord un concept lié au temps : il est constitué de l'ensemble des configurations successives du monde et s'oppose au futur sur une échelle...). Par conséquent, le spectre des éventuelles applications est très stimulant (Un stimulant est une substance qui augmente l'activité du système nerveux sympathique facilitant ou améliorant certaines fonctions de l'organisme. Parmi les stimulants fréquemment consommés, on...), a expliqué la candidate au doctorat (Le doctorat (du latin doctorem, de doctum, supin de docere, enseigner) est généralement le grade universitaire le plus élevé. Le titulaire de ce grade est le docteur. Selon les pays...) Pooja Tyagi, chercheuse au laboratoire du professeur Patanjali Kambhampati. Par exemple, on peut analyser les vibrations d'un matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets. C'est donc une matière de base...) pour calculer la pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.) du solvant dans lequel elles se trouvent. Grâce à des mises au point et des recherches plus avancées, peut-être pourra-t-on mesurer la tension artérielle de manière non invasive, en injectant des points, en y dirigeant un laser et en analysant leur vibration pour déterminer la tension." Madame Tyagi fait remarquer que le séléniure de cadmium est un métal (Un métal est un élément chimique qui peut perdre des électrons pour former des cations et former des liaisons métalliques ainsi que des liaisons ioniques...) toxique, et, par conséquent, un des obstacles à surmonter en ce qui concerne cet exemple en particulier serait de trouver un matériau de remplacement.

La recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche scientifique...) a été publiée dans Nano Letters et a reçu du financement de la Fondation canadienne pour l'innovation, du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada et du Fonds québécois de la recherche sur la nature et les technologies.

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Source: Université McGill (William Raillant-Clark, Service des relations avec les médias - Tél.: 514-398-2189)
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