ALS - Magazine 6 - Septembre 2017

28 / ALS Mag LES NANOMATÉRIAUX EN LORRAINE Au cours des dix dernières années, en Lorraine, la communauté scientifique des matériaux a particulièrement investi dans la croissance, la structuration et la caractérisation des systèmes multi-matériaux avec un contrôle à l’échelle nanométrique. En effet à cette échelle, il est possible d’atteindre les longueurs critiques de nombreux phénomènes physiques. Les phénomènes qui se produisent alors à cette échelle de longueur intéressent les physiciens, les chimistes, les biologistes, les ingénieurs électriques et mécaniques et les informaticiens, faisant de la recherche fondamentale en nano- technologie, une activité de pointe en science des matériaux. LE CORPS HUMAIN, UN DES OBJETS DE L’INTERNET DES OBJETS Dans nos sociétés modernes, la nécessité de connaître en continu les paramètres du corps humain s’impose progressivement. Des applica- tions militaires aux applications biomédicales/ bien-être/sport, les objets connectés qui surveillent les paramètres corporels sont un besoin très important – et en croissance. Pourtant, la nécessité d’utiliser des fils/connectiques, des bracelets ou parfois des ceintures présente potentiellement des difficultés opérationnelles et empêche les utilisateurs de porter en permanence ces objets connectés. Dans ce contexte, un nouveau champ a émergé : l’électronique sur peau ou «epidermal electro- nics», 5,6 à savoir une nouvelle classe de dispositifs électroniques qui sont tatoués sur la peau d’une manière « transparente », et qui peuvent s’étirer, se plier, se tordre ou se conformer à n’importe quelle configuration (Figure 4). Ce champ de recherche est récent. 3 Il a été développé dans le groupe de recherche de John Rogers à l’Uni- versité d’Illinois à Urbana-Champaign, le groupe de référence au niveau mondial en électronique étirable, où le Dr Sami Hage-Ali de l’Institut Jean Lamour a effectué ses travaux de post-doctorat (Bourse Fulbright). 7 Pourtant, l’électronique sur peau souffre encore de quelques limitations : elle nécessite souvent l’utilisation d’électrodes peu commodes pour mesurer différents paramètres (température, déformations, EEG, EMG). Par ailleurs, la mise en œuvre de batteries et de radios RF pour réaliser des émetteurs-récepteurs actifs de télétrans- mission dans ce format est extrêmement difficile. Le Grand Projet d’Equipement de l’IJL constitué du TUBE Da v m (permettant l’interconnexion sous ultravide de moyens d’élaboration, d’analyse et de nano-structuration) et d’équipements environ- nants de caractérisation de matériaux à l’échelle nanométrique (microscopes, amincisseur par faisceau d’ions (FIB), liquéfacteur, lasers) en est un exemple. 3 Il vient s’ajouter aux plateformes spécialisées dans les micro et nanotechnologies en Lorraine MINALOR pour l’université de Lorraine à Nancy et l’Institut Lafayette construit aux abords de Georgia Tech Lorraine à Metz. Ce grand Projet d’équipements uniques est développé dans le nouveau bâtiment de l’Institut Jean Lamour sur le site Artem-Molitor à Nancy, il permet d’interconnecter un large éventail de techniques d’élaboration, de caractérisation et de structuration des matériaux sous ultravide. La construction de cet outil unique au monde qu’est le Tube Da v m peut être visionné sur le site web de l’Université de Lorraine. 4 Il est le pilier d’un ensemble de projets innovants dans les nanomaté- riaux initié par l’Institut Jean Lamour en collabo- ration avec d’autres acteurs académiques tels que les laboratoires LEMTA, LMOPS, CRM2, Interpsy et Georgia Tech CNRS, ainsi que des sociétés privées telles que Vinci Technologies, Viessmann ou encore Nipson. Le TUBE, unique en son genre (Figure 3), permettra aux différentes équipes concernées de répondre aux problématiques actuelles de la recherche fondamentale et de la recherche appliquée dans le domaine des nanomatériaux en couplant des techniques de structuration multi-matériaux à des approches d’analyses multidimensionnelles. Figure 3 : Photo du Tube Da v m implanté à l’Institut Jean Lamour sur le Campus ARTEM. Sur une longueur de 70 mètres, 30 équipements d’élaboration et de caractérisation de matériaux sont connectés sous ultra-vide (c’est à dire sous un vide de quelques 10 -10 mbar, équivalent au vide interplanétaire). Figure 4 : (a) antenne étirable imprimée sur la peau, 7 (b) capteur d’hydratation sans fil 8 et (c) antenne étirable reportée sur un tissu. 7 Les deux études suivantes, très différentes, s’inscrivent dans la thématique de l’internet des Objets. (a) Les nanomatériaux connectent les mondes réel et virtuel