Des structures nanorobotiques réalisées à partir de silice

Publié par Adrien le 07/11/2021 à 09:00
Source: CNRS INSIS
Des chercheurs de l'Institut Femto-ST ont mis au point un procédé de fabrication de structures nanorobotiques actionnables, à partir de silice pliée à l'aide d'un faisceau d'ions focalisé. À titre de démonstration, l'équipe a fabriqué une pince (Une pince est un dispositif mécanique ou un outil, ayant pour fonction de pincer quelque chose...) pour la préhension d'objets de taille micro ou nanométrique.

Le développement des nanotechnologies en optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) et électronique, mais aussi en biologie (La biologie, appelée couramment la « bio », est la science du vivant....) et médecine (La médecine (du latin medicus, « qui guérit ») est la science et la...), a fait émerger un nouveau champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) qui vise à réaliser des systèmes nanorobotiques capables de manipuler des objets de très petites dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce...). Mais jusqu'ici, la plupart des systèmes sont basés sur des technologies de microfabrication planaire (Les planaires sont des vers plats libres nageurs ou rampants. Des espèces vivent en mer,...) (2D), ou, s'ils sont réalisés en 3D, restent des structures passives, non actionnables.

Des chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est...) Femto-ST (CNRS/Comue BFC) ont mis au point (Graphie) un procédé de fabrication de structures nanorobotiques tridimensionnelles actionnables, qui repose sur le pliage d'une membrane en silice (La silice est constituée de dioxyde de silicium, un composé chimique qui entre dans la...), assisté par un faisceau d'ions focalisé (FIB). Ils ont montré l'efficacité de leur procédé en réalisant une pince pour la préhension de micro objets.

Des structures nanorobotiques réalisées à partir de silice | Rush de Recherche

La pince micrométrique est réalisée par pliage d'une membrane de silice sur laquelle sont déposées des électrodes d'aluminium (L'aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13....). Sous l'action d'un faisceau d'ions focalisés (FIB, Focused Ion (Un ion est une espèce chimique électriquement chargée. Le terme vient de l'anglais,...) Beam). Des déformations sont induites dans le matériau (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne...): la structure se plie (Plie [pli] est un nom vernaculaire ambigu désignant en français des poissons plats. Le...), les électrodes d'aluminium jouant le rôle de charnières. L'application d'un courant électrique (Un courant électrique est un déplacement d'ensemble de porteurs de charge...) permet d'actionner la pince de manière précise et continue pour saisir ou relâcher un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...).

Les chercheurs ont acquis une compréhension fine du mécanisme de pliage assisté par FIB (notamment à l'aide de simulations numériques), ce qui leur permet de le contrôler en jouant sur les paramètres du procédé. Ainsi, l'angle (En géométrie, la notion générale d'angle se décline en plusieurs concepts...) de pliage varie de -70° à + 90°, tandis que l'ouverture initiale de la pince peut être adaptée à des objets dont la taille s'étend de quelques dizaines de nanomètres à quelques dizaines de microns. Les chercheurs ont utilisé leur micro-pince pour déplacer une fibre optique (Une fibre optique est un fil en verre ou en plastique très fin qui a la propriété de...) d'un diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre...) de 6 à 8 µm. Les usinages par faisceau d'ions, ainsi que les tests et mesures, ont été réalisés sur la plateforme Robotex.

Au-delà de cette démonstration (En mathématiques, une démonstration permet d'établir une proposition à partir...) sur un cas relativement simple, le nouveau procédé ouvre la voie à la réalisation de systèmes nanorobotiques polyarticulés, dotés de plusieurs degrés de liberté. Une autre voie de recherche envisage d'intégrer au système la mesure des forces appliquées aux objets, ce qui permettrait d'augmenter la dextérité de la pince, et par exemple de saisir des matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en...) mous sans les endommager.


Image au microscope électronique de la pince pliée. © Femto-ST (CNRS/Comue BFC)

Références:
NanoRobotic Structures with Embedded Actuation via Ion Induced Folding
Amine Benouhiba, Léo Wurtz, Jean-Yves Rauch, Joël Agnus, Kanty Rabenorosoa, and Cédric Clévy.
Advanced Materials, 23 septembre 2021.
https://doi.org/10.1002/adma.202103371
Cet article vous a plu ? Vous souhaitez nous soutenir ? Partagez-le sur les réseaux sociaux avec vos amis et/ou commentez-le, ceci nous encouragera à publier davantage de sujets similaires !
Page générée en 0.065 seconde(s) - site hébergé chez Contabo
Ce site fait l'objet d'une déclaration à la CNIL sous le numéro de dossier 1037632
Ce site est édité par Techno-Science.net - A propos - Informations légales
Partenaire: HD-Numérique