Le 4 octobre 2010 - Montréal, Québec
En juin dernier, à l'Assemblée nationale du Québec, l'astronaute Julie Payette remettait au premier ministre québécois Jean Charest une minuscule plaquette de plastique translucide pesant à peine un dixième de gramme.
Au centre de cette plaquette, sur un espace d'un millimètre carré, plus exigu encore, figurait un rouleau de polymère sur lequel étaient inscrits les noms des 710 officiers de l'Ordre national du Québec, que Mme Payette a emporté avec elle jusqu'à la Station spatiale internationale.
Le parchemin microscopique, composé d'environ 20 000 caractères en or, illustre les capacités combinées de l'Institut des matériaux industriels du CNRC (IMI-CNRC) et de l'Institut national de la recherche scientifique du Québec (INRS) en nanolithographie.
La nanolithographie (NLI) est essentiellement une technique d'impression miniature à haute résolution. Elle permet de créer rapidement des prototypes et de fabriquer massivement des nanomatériaux aux multiples fonctions pour les technologies de l'information ou des applications biomédicales, notamment le diagnostic rapide. De telles applications ont leur utilité en clinique, en salubrité des aliments, ainsi qu'en biologie et en sciences environnementales où les " laboratoires sur puce " mêlent la technologie des microfluides à celle des capteurs électroniques et biologiques.
Ainsi que son nom l'évoque, la nanolithographie (NLI) autorise une impression à haute résolution, mais à très petite échelle. Inventée à l'Université de Princeton dans les années 1990, cette technique recourt à des moules rigides pour produire de multiples copies de l'original dans un polymère malléable. Le groupe de la NLI de l'IMI-CNRC et l'équipe de nanotechnologie de l'INRS sont déterminés à doter le Canada d'une masse critique d'experts en recherche et en fabrication en vue de son exploitation.
Pour la présentation de l'Ordre national du Québec, l'INRS a recouru à son nouveau système de lithographie par faisceau d'électrons pour graver un minuscule moule en silicium. L'IMI-CNRC a ensuite transféré celui-ci sur du plastique plus souple pour créer le rouleau.
La NLI peut servir à fabriquer une grande quantité de dispositifs miniatures à peu de frais. Puisqu'elle se prête à la création de petites formes en relief, cette technique pourrait devenir un procédé de fabrication essentielle dans les secteurs des technologies de l'information, des capteurs en médecine et en sciences de l'environnement, et des laboratoires sur puce.
« Nous travaillons dans ce domaine et voulons contribuer à l'exploration de l'espace, qui a des liens avec la santé et où se déroulent des expériences complexes quand il vient le temps de porter un diagnostic ou de suivre de près une situation ", déclare Teodor Veres, chef du groupe de l'IMI-CNRC qui a fabriqué la matrice du minuscule souvenir.
Les dispositifs mis au point par son groupe n'ont pas encore trouvé leur place dans la station spatiale, mais ils ont accompli des vols sous-orbitaux. Avec la collaboration du Centre de recherche en infectiologie de l'Université Laval et de l'Agence spatiale canadienne, l'IMI-CNRC teste en effet un petit détecteur d'ADN sur les vols paraboliques durant lesquels un avion à réaction spécialement équipé pour cela recrée brièvement les conditions d'apesanteur en grimpant puis en descendant, comme sur des montagnes russes. Les résultats des essais permettront de perfectionner ce dispositif et d'autres en vue d'une utilisation dans l'espace, où la gravité est absente.
Les laboratoires sur puce se prêtent bien aux missions spatiales, dans lesquelles le poids et le volume sont comptés. « Ils n'occupent pas énormément de place, mais effectuent de nombreuses analyses, reprend M. Veres, des opérations complexes que seules pouvaient accomplir de lourdes et encombrantes machines, en laboratoire, il y a à peine 15 ou 20 ans. »
Il précise que le CNRC a aménagé son installation de nanolithographie à Boucherville, au Québec, pour des raisons très terre-à-terre. Nano ou micro-imprimer sur des polymères permet de créer des dispositifs microscopiques en relief pour un diagnostic spécial rapide, la télédétection, la spectroscopie et les épreuves génétiques dans les domaines de la médecine, de la salubrité des aliments et de la défense, notamment. On pourrait aussi recourir à cette technique pour créer des circuits sur des micropuces. M. Veres a expliqué que la plupart des usines de fabrication de puces se trouvant en Asie, l'IMI-CNRC a préféré miser sur le créneau du diagnostic et soutenir l'essor d'une industrie typiquement canadienne dans ce secteur.
« Pouvoir fabriquer des prototypes en polymère bon marché par impression favorisera le développement d'industries déjà présentes au pays, déclare-t-il. Tel est le but ultime de cette initiative. »
Toujours selon M. Veres, les universités canadiennes effectuent des recherches « fantastiques » sur les nouveaux systèmes de diagnostic, mais elles ne sont pas en mesure d'en entreprendre l'exploitation commerciale pour les produire en série et les offrir sur le marché. La NLI permet aux chercheurs et aux entreprises de fabriquer leurs dispositifs par impression rapidement et à peu de frais, avec des matériaux bon marché.
Faire des laboratoires de diagnostic sur puce un courant majeur pourrait aussi concourir à réduire les coûts de santé à court et à moyen terme au pays. En effet, en raison du vieillissement de la population, les soins médicaux grèvent de plus en plus les budgets tant fédéral que provinciaux, rappelle M. Veres. Des dispositifs peu onéreux, capables de fournir des résultats précis instantanément en clinique réduiraient le coût des épreuves de laboratoire tout en diminuant la quantité de médicaments que l'on prescrit par prudence, en attendant de recevoir les résultats des laboratoires.
« La présentation de Julie Payette s'est avérée une excellente publicité pour nous, mais la véritable utilité et le potentiel de cette technologie sont qu'elle pourrait vraiment introduire la prochaine génération d'outils de diagnostic, à cause de sa rapidité et de son coût, affirme M. Veres. Elle aura un impact considérable pour les Canadiens et le Canada. »
Ainsi que son nom l'évoque, la nanolithographie (NLI) autorise une impression à haute résolution, mais à très petite échelle. Inventée à l'Université de Princeton dans les années 1990, cette technique recourt à des moules rigides pour produire de multiples copies de l'original dans un polymère malléable. Le groupe de la NLI de l'IMI-CNRC et l'équipe de nanotechnologie de l'INRS sont déterminés à doter le Canada d'une masse critique d'experts en recherche et en fabrication en vue de son exploitation.
Pour la présentation de l'Ordre national du Québec, l'INRS a recouru à son nouveau système de lithographie par faisceau d'électrons pour graver un minuscule moule en silicium. L'IMI-CNRC a ensuite transféré celui-ci sur du plastique plus souple pour créer le rouleau.
La NLI peut servir à fabriquer une grande quantité de dispositifs miniatures à peu de frais. Puisqu'elle se prête à la création de petites formes en relief, cette technique pourrait devenir un procédé de fabrication essentielle dans les secteurs des technologies de l'information, des capteurs en médecine et en sciences de l'environnement, et des laboratoires sur puce.
