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 (Dans le cadre de l'électromagnétisme, le champ électrique est un objet physique qui permet de définir et éventuellement...) par la compression et l’expansion de matériaux (Un matériau est une matière d'origine naturelle ou artificielle que l'homme façonne pour en faire des objets.) 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...) précis. Des chercheurs du Département de de l’Université McGill de chimie (La chimie est la science qui étudie la composition et les réactions de la matière.)Montréal (Montréal est à la fois région administrative et métropole du Québec[2]. Cette grande agglomération canadienne constitue...) 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.

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 d’à peine dix à 15 atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la...), 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 (Il existe de nombreuses acceptions au mot surface, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, souvent...) du point, ce qui produit un vaste champ électrique au sein du point. Ce champ magnétique (En physique, le champ magnétique est une grandeur caractérisée par la donnée d'une intensité et d'une direction,...) 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 peuvent être utilisés dans une vaste gamme d’applications technologiques. L’énergie solaire 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 et le temps (Le temps est un concept développé pour représenter la variation du monde : l'Univers n'est jamais figé, les...) 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. Par conséquent, le spectre des éventuelles applications est très stimulant, a expliqué la candidate au doctorat Pooja Tyagi, chercheuse au laboratoire du professeur Patanjali Kambhampati. Par exemple, on peut analyser les vibrations d’un matériau pour calculer la pression (La pression est la force exercée sur une surface donnée.) 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 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 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.

Source: Université McGill (William Raillant-Clark, 

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