Labs in your pocket

Un laboratoire dans votre poche

Les chercheurs en nanotechnologie de l'Université de Waterloo mettent au point des appareils électroniques miniatures capables de déceler les menaces pour l'environnement, de stocker d'énormes quantités de données et...
1 novembre 2006
Lors d’une urgence environnementale, qu’il s’agisse d’un déversement de produits chimiques ou d’un incendie dans un établissement industriel, chaque seconde est précieuse. Or, on perd toujours énormément de temps à transporter les échantillons au laboratoire pour effectuer les tests. Grâce à la nanotechnologie, on pourrait éliminer cette étape en apportant le laboratoire sur le site même de la catastrophe. Pour un aperçu des aspects scientifiques de la nanotechnologie, lire le récit Un mini-titan du futur : la nanotechnologie.
 

« D’ici cinq à dix ans, nous pourrons nous rendre sur le site d’une crise environnementale avec un nanodispositif qui tiendra dans la poche d’une chemise et nous donnera des résultats sur les lieux mêmes », indique Vassili Karanassios, professeur de chimie à l’Université de Waterloo. Actuellement, le spectromètre de masse, l’outil d’analyse qu’emploie couramment le scientifique, n’entrerait jamais dans la poche d’une chemise : il pèse environ une tonne. En outre, il est très énergivore et coûte plus de 100 000 $. Mais le professeur travaille à faire du laboratoire de poche une réalité.

Karanassios a déjà démontré avec brio que l’on peut mettre la nanotechnologie au service de la miniaturisation. Il a par exemple mis au point un appareil portatif d’analyse des gaz polluants qui fonctionne à l’aide de deux piles 9 volts et qui remplace une machine beaucoup plus énergivore. Il a également développé un appareil qui peut détecter le mercure, un élément toxique, à une échelle nanométrique. La précision de l’appareil est telle qu’il peut déceler le mercure que vous exhalez si vous avez des obturations dentaires traditionnelles.

Cette recherche pourrait aussi mener à la conception de dispositifs d’alarme personnels. Le professeur mentionne entre autres un détecteur personnel de la qualité de l’air pour les asthmatiques ou un nanodispositif qui permettraient aux campeurs de vérifier si l’eau est potable.

De tels instruments peuvent sembler futuristes, mais la nanotechnologie est déjà présente dans les appareils électroniques que nous utilisons chaque jour. Les circuits intégrés dans les puces des ordinateurs personnels de dernière génération font moins de 50 nanomètres, ce qui veut dire qu’ils sont à la fois beaucoup plus petits et beaucoup plus puissants que ceux qu’on utilisait il y a un an à peine. Et ce n’est là qu’un exemple qui montre jusqu’à quel point la nanotechnologie pourrait transformer nos vies.

« La nanotechnologie, c’est par exemple l’administration plus rapide et plus sécuritaire de médicaments, c’est de l’énergie plus propre et des ordinateurs beaucoup plus puissants. Elle pourrait constituer l’épine dorsale de certains secteurs de production ou d’une industrie naissante », indique Tong Leung, professeur de chimie et directeur du Waterloo Advanced Technology Laboratory (WATLab).

Tong Leung travaille actuellement à plusieurs projets qui pourraient modifier nos rapports avec la technologie, notamment à une mémoire de très haute densité qui utilise la nanotechnologie afin de décupler les capacités de stockage des bandes magnétiques.

Nous ne savons pas encore comment les chercheurs concrétiseront les promesses de la nanotechnologie dans les années à venir. Toutefois, personne ne doute du profond retentissement qu’elle aura sur les appareils électroniques qui font partie de notre quotidien.

« Le potentiel de la nanotechnologie n’est pas seulement intéressant, il est gigantesque », estime Vassili Karanassios.

Retombées

Laboratoires d’essais de poche ou capacités de stockage phénoménales, la nanotechnologie changera radicalement notre mode de vie et fera des appareils électroniques que nous utilisons aujourd’hui de véritables dinosaures. Par exemple, les ampoules électriques ne convertissent généralement que 5 % de l’énergie électrique en lumière. Les diodes électroluminescentes fabriquées grâce à la nanotechnologie pourraient améliorer considérablement ce taux de conversion. Les nanostructures, quant à elles, pourraient accroître l’efficacité des piles photovoltaïques et permettre de convertir davantage d’énergie solaire en énergie électrique utilisable.

Une prochaine révolution ? En augurant un avenir aussi prometteur dans autant de secteurs d’activité, c’est ce que la nanotechnologie semble annoncer. La révolution industrielle, puis celle de l’informatique ont modifié profondément les modes de production et le niveau de vie. La nanotechnologie pourrait faire de même, et plus encore.

De plus, le Canada est en bonne voie de se positionner comme chef de file de cette révolution.

« Nous sommes les premiers au monde à offrir non seulement une spécialisation, mais un programme complet de premier cycle en génie nanotechnologique qui allie l’ingénierie et les sciences, indique Vassili Karanassios, professeur de chimie à l’Université de Waterloo. Certains de nos diplômés seront les ingénieurs de la renaissance, car ils ont les qualités nécessaires pour faire partie des bâtisseurs du 21e siècle. »

Partenaires

L’Université de Waterloo a noué des collaborations et des partenariats solides en vue de mener des recherches multidisciplinaires innovatrices. Le Giga-to-Nano Electronics Laboratory de Waterloo a rendu possibles de grands projets interdisciplinaires en nanoélectronique regroupant des chercheurs provenant d’universités et de centres de recherche de toutes les régions du Canada.

Ces spécialistes participent à des projets conjoints : programmes d’échanges et de chercheurs invités, séminaires en commun et supervision partagée des étudiants. Le Waterloo Advanced Technology Laboratory bénéficie d’installations de premier ordre qui permettent d’accueillir des projets multidisciplinaires innovateurs au sein de ce que l’on appelle le Triangle technologique du Canada, délimité par les villes ontariennes de Kitchener-Waterloo, Cambridge et Guelph.

Waterloo a également développé des partenariats internationaux avec des établissements réputés comme l’Université de Princeton et celle de Cambridge, de même qu’avec des laboratoires de recherche et développement de grandes sociétés informatiques d’Asie et des États-Unis.

Pour en savoir plus

Visitez la Bibliothèque du nanomonde.

Tirez bénéfice des Ressources en nanotechnologie pour les étudiants.

Visitez l'Institut national de nanotechnologie du Canada.

Apprenez-en plus au sujet de la nanotechnologie à l’Université de Waterloo.

VOUS POURRIEZ ÉGALEMENT ÊTRE INTÉRESSÉ PAR :