Keeping pace with the fast-moving world of nanotechnology

Deux mains gantées de caoutchouc, chacune tenant une paire de pinces à épiler, tiennent ensemble un petit carré de tissu ultramince.

Soutenir la cadence des innovations rapides en nanotechnologie

Une nouvelle installation de la Queen’s University aide les chercheurs à commercialiser plus rapidement leurs nanotechnologies
24 avril 2015

L’élaboration de nouveaux produits a toujours été au cœur de l’innovation, mais lorsqu’on réduit l’échelle des procédés de conception et de fabrication à des dimensions nanométriques, cela ouvre un nouveau monde de possibilités. Pensons à des revêtements ultraminces pour prévenir la formation de glace sur les pare-brise et la corrosion des métaux, ou à de nouveaux instruments d’analyse des cellules humaines et des composés chimiques à l’échelle atomique pour diagnostiquer des maladies et mettre au point des médicaments.

Voilà diverses formes de nanotechnologie qui verront le jour au Kingston Nano-Fabrication Lab, une nouvelle installation de recherche de 3000 pieds carrés, d’une valeur de 5 millions de dollars, située dans l’Innovation Park de la Queen’s University. Grâce à un investissement de 2,5 millions de dollars de la Fondation canadienne pour l’innovation (FCI), le laboratoire s’est doté de nouveaux équipements sur mesure pour fabriquer et prototyper des inventions à l’échelle nanométrique afin de les commercialiser plus rapidement.  

« Nous concevons des appareils, des pellicules, des revêtements et des matériaux; nous examinons leurs propriétés à l’échelle nanométrique », indique Ian McWalter, président-directeur général de CMC Microsystèmes, qui dirige les activités du Kingston Nano-Fabrication Lab. « Cette recherche fondamentale des matériaux donne lieu à des expériences très utiles pour l’industrie, qui examine ensuite des façons de commercialiser les résultats de nos travaux. »

Examinons, par exemple, les possibilités du système de micro-usinage laser du laboratoire. « Ce nouvel instrument pourrait servir à graver des canaux sur une pièce de verre ou de polymère afin de produire un dispositif microfluidique », affirme Andrew Fung, conseiller en technologie client, Microsystèmes et nanotechnologie, chez CMC. Les dispositifs microfluidiques tirent parti du comportement des fluides à très petite échelle pour créer des technologies telles que les « laboratoires sur puce » qu’on peut utiliser, entre autres, pour diagnostiquer rapidement et à coût abordable des maladies dans les pays en développement. « La microfluidique dérive de la fabrication à base de silicone, qui coûte très cher, explique M. Fung. Ces nouveaux matériaux sont moins coûteux et ils peuvent être employés pour un instrument médical à usage unique, consomptible et jetable. »

La plupart des nouveaux équipements du laboratoire ont été choisis de manière à permettre un prototypage rapide de nouvelles nanotechnologies. « Les prototypes peuvent être prêts en quelques heures ou en une journée plutôt qu’en plusieurs jours ou semaines. Cela raccourcit l’ensemble du processus d’innovation pour que les chercheurs puissent concevoir, fabriquer, mettre à l’essai et recueillir les données dont ils ont besoin beaucoup plus rapidement, ajoute Andrew Fung.

Le laboratoire fait aussi partie d’Embedded Systems Canada (emSYSCAN), un projet de cinq ans d’une valeur de 50 millions de dollars visant à raccourcir le cycle de développement des microsystèmes. La plateforme regroupe plus de 350 chercheurs universitaires dans 37 établissements membres du National Design Network du Canada, qui favorise la recherche multidisciplinaire et la collaboration par une mise en commun des technologies et de l’expertise.

Le modèle en libre accès du laboratoire vise précisément à soutenir le National Design Network. « Cette approche vise à rendre [l’expertise et les outils] accessibles aux non-initiés et à abolir les obstacles tels que la nécessité d’avoir une formation en laboratoire pour pouvoir utiliser l’équipement, précise Ian McWalter. En faisant appel au volet service de notre laboratoire, vous ne manipulerez pas nécessairement vous-mêmes les appareils, mais vous passerez un contrat avec le laboratoire qui le fera pour vous. » Cette installation offre des occasions d’apprentissage essentielles aux étudiants tout en fournissant aux chercheurs un moyen plus efficace d’atteindre leurs objectifs – ils ont accès à l’équipement dont ils ont besoin sans avoir à investir temps et effort pour apprendre à l’utiliser.  

En fin de compte, le but est de transformer la technologie conçue en laboratoire en des applications concrètes. « L’un de nos objectifs fondamentaux est d’aider les chercheurs et les entreprises à fabriquer des produits, conclut Ian McWalter. Nous croyons qu’il est encore très important  de continuer à fabriquer des produits et des appareils avancés! »

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