Nanotechnologie: la plus petite corde à piano du monde
Publié par Michel le 27/11/2006 à 00:00
Source et illustration: UT Delft
Les chercheurs de l'université de technologie de Delft et de la Fondation FOM (Pays-Bas) ont élaboré et "accordé" ce que l'on pourrait appeler la plus petite corde à piano du monde. Ils ont publié leurs résultats dans un article de la revue Nano Letters.


Nanotube en suspension ( Le fait de suspendre des particules En chimie, la suspension désigne une dispersion de particule. En géomorphologie, la suspension est un mode...)

Les cordes sont constituées de nanotubes de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) qui mesurent approximativement un micron de longueur (La longueur d’un objet est la distance entre ses deux extrémités les plus éloignées. Lorsque l’objet est filiforme ou en forme de lacet, sa longueur est celle de...) sur 2 nanomètres de 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 sphère. Le diamètre est aussi la longueur de ce segment. Pour indiquer...). Les tubes sont fixés à des électrodes et placés initialement au-dessus d'une couche d'oxyde (Un oxyde est un composé de l'oxygène avec un élément moins électronégatif, c'est-à-dire tous sauf le fluor. Oxyde désigne également l'ion oxyde O2-.) de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.). Cette couche d'oxyde est ensuite partiellement gravée à l'acide (Un acide est un composé chimique généralement défini par ses réactions avec un autre type de composé chimique...), ce qui permet de détacher les tubes et de les suspendre.

Une couche de silicium étant maintenue sous l'oxyde de silicium, un courant alternatif (Le courant alternatif (qui peut être abrégé par CA, ou AC, pour Alternating Current en anglais, étant cependant souvent utilisé) est un courant électrique qui change de sens.) variable (En mathématiques et en logique, une variable est représentée par un symbole. Elle est utilisée pour marquer un rôle dans une formule, un prédicat ou un algorithme. En statistiques, une variable peut aussi...) intense appliqué à celle-ci permet de faire vibrer les nanotubes en suspension. Les tubes sont alternativement attirés et repoussés et la plus grande déviation mesurée a été de 8 nanomètres. La distance des nanotubes à la couche de silicium influence la capacité électrique (La capacité représente la quantité de charge électrique stockée pour un potentiel électrique donné. Elle est définie comme étant la somme des charges électriques d'un élément divisé par le potentiel de cet...) de cette dernière. Le mouvement des "nanocordes" dérive de ces changements de capacité.

Quand la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par unité de temps. Ainsi lorsqu'on emploie le mot fréquence sans...) du courant appliqué approche le niveau de la fréquence de résonance (Lorsqu'on abandonne un système stable préalablement écarté de sa position d'équilibre, il y retourne, généralement à travers des oscillations propres. Celles-ci se produisent à la...) du tube suspendu, celui-ci vibre plus intensément. L'ordre de grandeur de ces fréquences s'élève à quelques dizaines de mégahertz. En faisant varier la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles...) et la fréquence du courant appliqué, le groupe de 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...) conduit par le professeur Herre van der Zant a réussi à faire passer (Le genre Passer a été créé par le zoologiste français Mathurin Jacques Brisson (1723-1806) en 1760.) la "corde" d'un état en suspension libre, à un état dans lequel elle est tendu et vibre. Selon Van der Zant cela revient à pincer une corde de piano ou de guitare: on peut, de cette façon, accorder celle-ci.

Les chercheurs de Delft ont développé un modèle qui peut d'une manière satisfaisante prévoir les vibrations des nanotubes. Les nanotubes vibrants sont non seulement intéressants d'un point (Graphie) de vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) purement 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...) mais de plus, dans le futur, ils pourraient également être utilisés pour d'autres applications particulières. Van der Zant pense à un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une...) de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la masse grave)....) hypersensible. "Les nanotubes sont extrêmement légers. Si on y suspend quelque chose également extrêmement léger, comme un virus (Un virus est une entité biologique qui nécessite une cellule hôte, dont il utilise les constituants pour se multiplier. Les virus existent sous...), alors le changement de masse se traduit par une variation de la vibration. La masse supplémentaire peut en être déduite et par suite la nature du virus".

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