Impression 3D par champs ultrasonores holographiques
Imprimer en 3D à partir de blocs de construction très petits, rapidement et en une seule étape ? C’est devenu possible. Partant du constat connu que les ondes acoustiques exercent des forces sur la matière, des chercheurs ont trouvé un moyen d’assembler des microparticules par ultrasons. Pour ce faire, ils ont généré des champs ultrasonores holographiques. Combinés ensemble, ces champs peuvent piloter l'assemblage de microparticules solides, et ce sans contact. L’équipe a ainsi capturé des particules et cellules flottant dans de l’eau et les ont assemblées pour former des objets tridimensionnels. Une variété de matériaux, tels que des particules solides, des billes de gel et même des cellules biologiques peuvent être ainsi assemblées. Ces résultats ouvrent la voie à de nouvelles techniques de culture cellulaire 3D avec des applications en génie biomédical.
Kai Melde, et al. Compact holographic sound fields enable rapid one-step assembly of matter in 3D, Science Advances, 2023. doi.org/10.1126/sciadv.adf6182
Des polymères à colonne vertébrale de nickel fonctionnels
Une équipe de recherche chinoise a réussi à combiner polymère et métaux au sein d’un polymère à squelette métallique (MBP). Pour cela, les chercheurs se sont appuyés sur la synthèse de polymère intégrant des ligands polydentés par une approche itérative efficace. Ils ont ainsi pu intégrer des atomes de métal - du nickel - dans la structure et concevoir des séries de polymères à squelette de nickel ayant une longueur de chaîne bien définie, comptant de 3 à 21 atomes de nickel. Ces polymères à base de nickel sont conducteurs, thermiquement stables et facilement mis en solution. Ils possèdent en outre des propriétés optiques intéressantes pour les dispositifs optoélectroniques et pour les semi-conducteurs.
K.Zeng et al, Metal Backboned Polymers with Well Defined Lengths, Angewandte Chemie International Edition (2023). doi.org/10.1002/anie.202216060
Un capteur détecte les ions mercure par simple touché
Les ions mercure Hg 2+ peuvent être nocifs s'ils sont consommés via de l'eau ou des aliments. Des chercheurs ont développé un nano capteur qui peut les détecter du bout des doigts. Ils ont utilisé un dispositif connu sous le nom de nano capteurs triboélectriques (TENS) : un capteur est autoalimenté par effet triboélectrique (forme d'électricité statique) et la mesure de sa tension signale la présence d'un analyte, ici les ions mercure. L’équipe a fabriqué un TENS à partir d’un réseau de nanofils de tellure sensibles au mercure et l’ont installé sur le bout des doigts d'une main robotique. Cette main a touché une solution contenant des ions mercure, mais aussi de l’eau et des aliments enrichis avec le contaminant. Le changement de tension mesuré en temps réel et transmis à un smartphone a permis de détecter les ions avec succès. Ce TENS pourrait être décliné pour déceler d'autres polluants.
Snigdha Roy Barman, et al. Triboelectric Nanosensor Integrated with Robotic Platform for Self-Powered Detection of Chemical Analytes, ACS Nano, 2023. doi.org/10.1021/acsnano.2c10770
Un copolymère capable de s’auto-réparer face à la corrosion
Des chercheurs de l’ETH Zurich ont découvert les propriétés anticorrosion originales de revêtements à base de poly(phénylène méthylène) (PPM). Ce polymère multifonctionnel sur lequel ils travaillent depuis plusieurs années se caractérise par son hydrophobie, sa grande stabilité thermique, sa fluorescence et sa capacité de transformation thermoplastique. Les chercheurs ont fabriqué différents revêtements anticorrosion à base de PPM, soit par mélange de PPM avec des plastifiants externes ou par fabrication de copolymère de PPM contenant alors un plastifiant interne (copolymère octyloxy-PPM). Ils ont appliqué ces revêtements par pressage à chaud sur un alliage d'aluminium AA2024. Ils ont comparé leur efficacité de protection sur des épaisseurs de revêtement de 50µm et 30µm grâce notamment à une technique électrochimique cyclique accélérée (ACET). Le copolymère PPM a ainsi montré une meilleure résistance à la corrosion sur l’épaisseur la plus fine. Il a en outre révélé des propriétés originales d’auto-cicatrisation vis-à-vis des attaques de corrosion grâce notamment à ses propriétés thermoplastiques.
M F. D'Elia et al. Smart Anticorrosion Coatings Based on Poly(phenylene methylene): An Assessment of the Intrinsic Self-Healing Behavior of the Copolymer, Polymers (2022). doi.org/10.3390/polym14173457
L’alliance de la vision neuromorphique et de l’IA pour détecter des nanoparticules sous la limite de diffraction
Un microscope optique est affecté par la limite de diffraction, imposée par les lois de la physique et la tâche d’Airy. Du coup, les objets de quelques centaines de nanomètres sont indiscernables. Pour y remédier, des chercheurs de l’Institut indien des sciences ont fait appel à des algorithmes de machine learning et à un capteur neuromorphique, qui se distingue par ses photosites indépendants et asynchrones ne réagissant qu’à des évènements (à l’inverse d’un capteur standard où tous les photosites fonctionnent avec un temps d’acquisition prédéterminé). Ultra-sensible, ce capteur a détecté la variation d’intensité lumineuse de particules fluorescentes de moins de 50 nanomètres, excitées par un laser. Ensuite, une IA entraînée à partir d’un demi-million d’images de simulation a réussi à localiser ces particules dans les images reconstruites à partir des données réelles. La précision annoncée est de 20 nanomètres.
Rohit Mangalwedhekar et al., Achieving nanoscale precision using neuromorphic localization microscopy, Nature Nanotechnologies (2023). doi.org/10.1038/s41565-022-01291-1
