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Nanotechnologie

Le nouveau Centre de nano-technologie de l'Université de Tel-Aviv sera construit par un architecte français

Le studio de l'architecte français Michel Rémon a été choisi parmi 128 autres bureaux d'architecture du monde entier pour construire le nouveau Centre de recherche en Nanosciences et Nanotechnologies qui sera érigé sur le campus de l'Université de Tel-Aviv. Le projet français a été choisi pour sa compréhension du contexte architectural local, y compris le caractère de la ville de Tel-Aviv et du campus de l'Université, et pour ses plans qui reflètent l'esprit scientifique, technologique et innovant du nouveau centre et du campus. La construction devrait être achevée en 2020.

Nano-building580Le nouveau bâtiment servira de lieu de travail à 120 scientifiques et ingénieurs. Il comprendra 12 laboratoires de recherche, des bureaux et des espaces publics répartis sur trois étages et sera conçu selon les techniques les plus avancées de construction écologique, de façon à permettre une exploitation optimale de la lumière et la ventilation naturelles. Sur son toit seront installés des panneaux solaires et il comprendra également un système de collecte des eaux pluviales.

Le Président de l'Université, le Prof. Joseph Klafter, a déclaré que "le choix du projet reflète la synergie entre les besoins techniques de la recherche, et notre désir d'offrir un environnement de travail ouvert et accueillant. Je ne doute pas que le nouveau bâtiment contribuera à promouvoir l'excellence de la recherche et la coopération internationale".

Le studio Michel Rémond est un bureau d'architecte expérimenté dans la conception de bâtiments technologiques de haut niveau. Il a conçu, entre autres, le Centre National de la Recherche en Nanosciences et Nanotechnologie du CNRS près de Paris, les laboratoires de physique et biologie de l'Ecole Polytechnique à Palaiseau, l'Institut national pour l'énergie solaire en Savoie et le Centre de Recherche Paris-Saclay. "Nous aimons le défi qui existe dans les endroits où la science rencontre l'effort et le progrès humain", a déclaré l'architecte Alexis Peyer du Studio Michel Rémond. "L'aspect  le plus difficile et intéressant de ce projet a été de concevoir un bâtiment à la fois très technique à des fins de recherche scientifique, tout en respectant  la nécessité de l'adapter à l'architecture forte et iconique du campus de l'Université de Tel-Aviv."

Un patch électronique développé à l'Université de Tel-Aviv pour lire les émotions et améliorer les processus de traitement et de réadaptation

Le Prof. Yael Hanein, directrice du Centre de nanoscience et nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv, a mis au point une étiquette autocollante innovante, posée sur la peau comme les tatouages temporaires pour enfants, qui suit l'activité électrique des muscles pendant plusieurs heures. Le nouveau patch, facile à utiliser, accessible à tous et qui n'interfère pas avec les activités quotidiennes de l'utilisateur, pourra permettre de cartographier les émotions mais aussi d'améliorer les processus de soins et de réadaptation.

EtiquetteHaneinL'étude, réalisée dans le cadre d'un projet européen avec le soutien partiel du consortium pour la recherche technologique pour le traitement des maladies du cerveau (BSMT) du Ministère israélien de l'Economie a été présentée cette semaine dans le cadre d'un atelier de recherche international en nano-médecine à l'Université de Tel Aviv.

Selon le Prof. Hanein, le nouveau patch développé à l'Institut de nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv, rend inutile l'emploi du gel froid et collant utilisé pour augmenter la conductivité des électrodes lors des examens médicaux basés sur le processus d'enregistrement de signaux électriques à la surface de la peau, comme les électrocardiogrammes, par exemple. L'étiquette électronique repose sur une combinaison surprenante de nanotechnologie avancée et d'un produit le plus élémentaire possible : les tatouages temporaires utilisés par les enfants. "Nous nous sommes basés sur les matériaux disponibles et des méthodes conventionnelles d'impression industrielle, afin de raccourcir autant que possible le processus de développement" explique le Prof. Hanein.

Une application possible importante du patch, actuellement en cours de développement, est la cartographie des émotions. "La capacité à identifier et à cartographier les émotions des personnes possède de nombreuses utilisations potentielles", explique le Prof.  Hanein. "Annonceurs, enquêteurs, journalistes, tout le monde veut tester les réactions des individus à des produits ou à des situations différentes. Actuellement, en l'absence d'outils de mesure scientifiques précis, on se base essentiellement sur des questionnaires subjectifs. En parallèle de nombreux chercheurs dans le monde tentent de développer des méthodes pour identifier les émotions en analysant les expressions faciales, principalement basées sur l'analyse de photos du visage à l'aide de logiciels intelligents. Notre patch peut fournir une solution simple et pratique: le suivi des expressions et des émotions par les signaux électriques reçus par les muscles du visage ".

De la cartographie des émotions au fonctionnement des prothèses

Selon elle, une part de l'expression des émotions chez les adultes est spontanée et sincère, et une autre forcée ou falsifiée. "La capacité de cartographier un sentiment est un outil dont on se sert beaucoup en psychologie. Par exemple, l'absence d'expression d'empathie dans des situations qui l'appellent est un signal alarmant".

EtiquetteMais selon le Prof. Hanein, le patch innovant est susceptible d'avoir également de nombreuses autres applications. Une étude récemment lancée avec des chercheurs de l'hôpital Ichilov de Tel-Aviv l'utilise pour suivre l'activité musculaire chez les patients atteints de maladies neurodégénératives et souffrant de troubles moteurs, à l'état de veille et pendant le sommeil. Dans le secteur des transports, il sera possible de surveiller les paramètres physiologiques indiquant la vigilance des conducteurs, en fixant l'étiquette sur certains muscles. Dans celui de la réadaptation, elle pourra aider les patients souffrant de lésions cérébrales à améliorer le contrôle de leurs muscles, et les personnes ayant subi l'amputation d'un membre à adapter leurs prothèses aux muscles existants. Elle pourra en outre permettre aux chirurgiens de surveiller l'activité cérébrale et la sensibilisation des patients  lors des opérations du cerveau.

Le patch est composé de trois éléments: des électrodes de carbone, une surface collante qui sert à faire adhérer le tatouage temporaire à la peau, et un revêtement en polymère conducteur à la structuration nano-topographique permettant les performances des électrodes. "Le résultat est une étiquette électronique efficace, qui enregistre un signal stable et fort pendant des heures, sans être irritante pour la peau. Pour l'utilisateur, c'est un simple patch qu'il colle sur lui à l'endroit approprié, et oublie. Il peut dès lors continuer ses activités habituelles, pendant que l'autocollant mesure et enregistre l'intensité de son activité musculaire ".

Le patch innovant a été présenté pour la première fois dans le cadre d'un atelier de recherche international dans le domaine de la nano-médecine, qui s'est tenu à l'Université de Tel Aviv du 19 au 23 juin, et auquel ont participé des dizaines de doctorants et chercheurs des plus grandes universités du monde, dont Harvard, Carnegie Mellon, l'Université de Chicago et l'Université du Michigan, ainsi que des institutions de recherche importantes en Israël et en Italie.

Les sujets débattus dans ce cadre incluaient la cicatrisation des plaies, les supports de médicaments, les capteurs, implants robotisés, dispositifs sensoriels, dispositifs nanométriques et périphériques d'impression de tissus organiques en trois dimensions. L'atelier a été financé en grande partie par une subvention de l'IEEE (Institut des Ingénieurs électriciens et électroniciens), la principale organisation américaine dans le domaine de l'ingénierie électrique.

 

Sur la photo du haut: le Prof. Yael Hanein faisant une démonstration du patch.

 

Cet article a été publié sur Siliconwadi.fr sous le titre "Le patch électronique israélien pour lire les émotions"

Une nanotechnologie de l'Université de Tel-Aviv va transformer vos écrans

Une équipe de chercheurs sous la direction du Prof. Gil Markovitz, directeur de l'Ecole de chimie de l'Université de Tel-Aviv, a développé un matériau flexible composé de fils nanométriques d'or et d'argent, à la fois transparents et conducteurs d'électricité, idéal pour revêtir les écrans des smartphones, des ordinateurs ou des téléviseurs, les rendant à la fois plus souples et plus résistants, et ce à moindre coût.

GilMarkovitzL'innovation, susceptible de créer une révolution sur le marché des écrans dans l'avenir, sera présentée pour la première fois dans le cadre de la Conférence "Nano-Israël 2016" qui se déroulera les 22 et 23 février à l'Université de Tel-Aviv.

Une grande nouvelle pour l'industrie des écrans et les consommateurs

La nouvelle révolution dans le domaine des écrans est déjà là: le groupe de recherche du Prof. Gil Markovitz a développé un revêtement innovant pour écrans fait de fines couches de nano-fils d'or et d'argent, idéal pour les écrans flexibles et adaptés aux technologies de l'avenir comme les écrans transparents.

nanowire"Je suis fier d'être à l'origine d'une innovation de nanotechnologie chimique qui possède tant d'applications pratiques" a déclaré le Prof. Markovitz. "La souplesse et le processus de production simple de ces couches est une grande nouvelle pour l'industrie des écrans et pour les consommateurs".

Les nano-fils métalliques conducteurs d'électricité qui s'assemblent en couche mince et transparente possédant à la fois la résistance du verre et la flexibilité du plastique vont constituer la base des écrans tactiles de la prochaine décennie. Le Prof. Markovitz et son équipe sont arrivés à combiner des fils d'argent et d'or, dont les propriétés conductrices sont connues, pour créer un écran d'affichage flexible, stable et net, qui sera moins fragile que les écrans actuels, et moins couteux.

"Les fils nanoscopiques d'or et d'argent semblent très éloignés les uns des autres, mais ils s'assemblent en fait étroitement pour former une sorte de feuille semblable au plastique. L'or est important pour le processus chimique particulier d'auto-assemblage nécessaire à la croissance des nano-fils; il est également plus résistant à l'oxydation que l'argent" explique le Prof. Markovitz.

La touche d'or du Prof. Markovitz

Les écrans actuels de téléphone utilisent le verre et un certain composé appelé oxyde d'indium-étain (OIT), matériau rare dans la nature et dont le prix monte régulièrement. C'est pourquoi les producteurs lui cherchent aujourd'hui des alternatives, et certaines compagnies ont déjà commercialisé des nanofils d'argent. Mais c'est la "touche d'or" du Prof. Markovitz qui fait la différence. L'or pur est hautement conducteur et extrêmement malléable. Les brins d'argent (90% du matériau) renforcent l'or (10%), qui empêche l'argent de se ternir, ou de s'oxyder.

NanofilsorargentMalgré l'utilisation de cette "touche d'or", le coût de production de ce nouveau matériau est censé être beaucoup plus bas que les solutions existant actuellement sur le marché. De plus, son processus de production révolutionnaire, basé sur l'auto-organisation des composants à l'intérieur du catalyseur liquide dans lequel croissent les nano-fils, rendu possible par l'utilisation de l'or, est particulièrement aisé et pratique.

Le projet du Prof. Markovitz en est à sa phase de démarrage, mais il intéresse déjà des entreprises géantes comme BASF et 3M. Son équipe de recherche a également obtenu un accord de travail avec la société sud-coréenne Nepes pour développer un revêtement conducteur transparent pour écrans plats.

La Conférence "Nano Israël 2016" lors de laquelle sera présentée cette nouvelle technologie est un congrès international présentant les principales innovations en nanotechnologie développées en Israël et leur potentiel commercial dans les domaines des matériaux, de la médecine, des applications mobiles, de l'aérospatiale, des semi-conducteurs, et autres industries innovantes. Elle réunira des investisseurs en capital-risque, des représentants de fondations institutionnelles et privées, des industriels, des responsables gouvernementaux ainsi que des universitaires et des chercheurs en provenance d'Israël et du monde entier.

 

Cet article est paru sur Siliconwadi.fr sous le titre: "L'écran du futur sera israélien"

Construire des écrans avec de l'ADN

Des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont développé une nanostructure à base de matériaux organiques qui émettent de la lumière en réaction à un courant électrique, comme les lampes à LED. Cette nouvelle technique révolutionnaire, pourra dans l’avenir être intégrée dans les écrans d'ordinateur, les téléviseurs et les smartphones évitant l'emploi de métaux polluants.

L’étude, qui va être publié en couverture du numéro d'avril de la revue Nature Nanotechnology, constitue donc un nouveau pas vers les écrans composés de matières organiques.

vers-des-écrans-souples-à-base-dADN1 1Le Prof. Ehud Gazit, titulaire de la chaire de nano-biologie de l'Université de Tel-Aviv, et son doctorant Or Berger ont réussi à mettre au point une matière organique qui combine des particules de protéines et d’ADN possédant des propriétés optiques, qui se lient avec des structures ordonnées. Le projet, auquel ont également participé les Dr. Lihi Adler-Abramovich, Yuval Ebenstein, Tal Schwartz, le Prof. Felix Frolow, récemment décédé, et le Prof. Fernando Patolsky, tous de l'Université de Tel-Aviv, ainsi que le Dr. Linda Simon de l’Institut Weizmann.

La révolution du 21e siècle

Selon le Prof. Gazit, ancien scientifique en chef du ministère israélien de la Science et de la Technologie, après la révolution  polymère du 20e siècle, qui nous a fourni le plastique, le PVC, le silicone etc., la combinaison de la nanotechnologie et de la biologie est  la révolution de ce siècle. Pour lui, il n’est pas déraisonnable de penser que, dans quelques années, nous utiliserons des écrans d'ordinateur ou de télévision flexibles à base de particules de protéines et d'ADN, sans métal ni fil de cuivre.

Ehud Gazit« Notre laboratoire est spécialisé dans la nanotechnologie biologique, c’est-à-dire la production structures nanométriques constituées de matières organiques», explique le Prof. Gazit. « C’est à la fois plus écologique et moins coûteux, et permet de développer de nouvelles technologies qui ne peuvent pas être produites à partir de matériaux non organiques comme les métaux et les semi-conducteurs ».

Le domaine de la nano-biotechnologie, ou encore bio-nanotechnologie, est aujourd’hui l'un des fers de lance de la recherche en nanotechnologie. Il se concentre  autour de l'utilisation de deux composants organiques fondamentaux dans la nature, les hélices d'ADN, qui possèdent des propriétés d’assemblage spontané, et les peptides, courtes chaînes d'acides aminés qui composent les protéines. « Lorsque j’ai commencé mon doctorat, je voulais combiner la nanotechnologie des peptides et celle de l'ADN » commente Or Berger.

Les chercheurs ont ainsi réussi à créer des structures nanométriques sur la base d’une combinaison organique de peptides et d'ADN, et possédant leurs caractéristiques. Cependant, ils n’ont découvert les propriétés optiques de ces particules que par accident, en y introduisant un colorant fluorescent d’usage courant capable de se lier aux parties de l’ADN et de les faire s’éclairer. Ils se sont alors aperçus que même les particules qui n’avaient pas été coloriées éclairaient d’elles-mêmes, et qu’en outre elles pouvaient produire n’importe quelle couleur dans le domaine de la lumière visible, contrairement aux autres matériaux fluorescents qui produisent un rayonnement monochromatique.

Des propriétés optiques uniques

« Ces structures se sont avérées posséder des propriétés optiques uniques » commente Berger. « Non seulement elles peuvent éclairer par elles-mêmes, mais on peut également en obtenir de l'électro-luminescence. Autrement dit, lorsqu’elles sont sollicitées par un courant électrique, elles émettent de la lumière, comme les lampes LED. Dès lors, elles possèdent une grande variété d'applications possibles, tels que les écrans d'ordinateur, les télévisions et les téléphones intelligents ».

« Il existe actuellement un mouvement allant dans le sens de l'électronique basée sur des matières organiques et non sur des matériaux qui ne respectent pas l'environnement», commente le Prof. Gazit. « Nous sommes leaders dans ce domaine, celui de la nanotechnologie organique. Nous créons des nanomatériaux organiques. A partir du moment où on a des matériaux non-métalliques, on peut les mettre sur des substrats flexibles. Nous nous dirigeons vers un monde flexible… »

« Après avoir appris de la biologie comment les molécules s’auto-assemblent pour créer des structures nanométriques ordonnées. Nous apprenons le mode de création de ces structures, pour l’utiliser à notre avantage, et nous étudions les propriétés physiques des nanostructures que nous créons en utilisant les propriétés de ces molécules. Ici, il s’agit de l'émission de lumière, avec des applications possibles pour les écrans et l'électronique basée sur des substrats flexibles sans métaux. Mais il existe également un énormes potentiel d’autres fonctionnalités telles que la haute résistance mécanique, des propriétés des semi-conducteurs etc. C’est un nouveau monde qui s’ouvre à nous et les applications sont multiples ».

Selon le Prof. Gazit, le grand défi technologique dans le domaine de l’électronique n’est pas la  miniaturisation, mais la production de dispositifs qui s’auto-assemblent, basé sur la compréhension du fait que le système biologique est une sorte de machine qui peut être combinée avec la nanotechnologie. «L'idée est de réussir à procurer les fonctionnalités obtenues en nanotechnologie à des systèmes plus grands et plus spécifiques et de leur permettre de s’auto-assembler. C’est le début d'une révolution dans le domaine de la matière basée sur la nanotechnologie, et qui n’a pas de limite ».

L’actuel projet, qui a duré deux ans,  a été breveté par Ramot (Ramot : du laboratoire à l’industrie), la société de transfert de technologie de l'Université de Tel-Aviv, et a bénéficié du financement du Fond «Momentum» de l'Université, et du groupe industriel indien Tata.

 

http://siliconwadi.fr/17628/recherche-israelienne-vers-des-ecrans-souples-a-base-dadn 

Cet article a été publié dans http://siliconwadi.fr/ sous le titre "Recherche israélienne: vers des écrans souples à base d'ADN"

Contrôler la lumière

Percée dans le domaine du génie des matériaux : des chercheurs de l'Université de Tel-Aviv ont réussi à créer un nano-cristal permettant un contrôle sans précédent de la lumière.

controler la lumièreL’étudiant de master Nadav Segal et les doctorants Shay Keren-Zur et Netta Hendler, sous la direction du Dr. Tal Ellenbogen du Département d'électronique physique de l’Ecole de génie électrique de la Faculté d’ingénierie de l’Université de Tel-Aviv, ont réussi à développer un nouveau matériau non-linéaire permettant un contrôle sans précédent des fréquences lumineuses. Selon eux, ce nano-cristal aura de nombreuses applications pour les systèmes exigeant le contrôle et la manipulation de la lumière, comme les commutateurs optiques, les convertisseurs de fréquence de lasers et les amplificateurs de lumière

L’étude a valu à Nadav Segal le prix Feder pour les travaux de recherche exceptionnels dans le domaine des technologies de la communication, et à Shay Keren-Zur la bourse du Centre des énergies renouvelables de l'UTA. Les résultats ont été publiés dans la revue Nature Photonics.

De l'électronique à la photonique

« Les matériaux optiques non-linéaire sont des substances qui réagissent à la lumière d'une manière non proportionnelle à son champ électromagnétique » explique le Dr. Ellenbogen. « En d'autres termes, lorsque la lumière passe à travers ces matériaux, elle change de fréquence. Ces substances sont donc à la base des technologies futures reposant sur le contrôle de lumière, telles que les technologies informatiques optiques ».

Tal-Ellenbogen-580 1« Le monde passe aujourd'hui progressivement de l'électronique, c’est-à-dire de la gestion des signaux électriques, à la photonique ou traitement des signaux optiques » poursuit-il. « Par exemple, les informations qui transitent sur Internet par l’intermédiaire de fibres optiques sont transmises en fin de parcours à des terminaux électroniques, où elles subissent une transformation en signaux électriques. De même nos ordinateurs fonctionnent par traitement électronique, mais il y a un énorme intérêt à passer au traitement de signal optique dans de nombreux dispositifs, car il est à la fois économe en énergie et beaucoup plus rapide ».

Pour cela, il est nécessaire de développer des composants optiques à l’échelle nanométrique qui soient en mesure de manipuler la lumière. Grâce aux énormes progrès de la nanotechnologie, il devient aujourd'hui possible de tenter de trouver une solution à ce défi technologique, en créant des nanostructures à partir de matériaux divers.

Nano-antennes optiques

« Ces nanostructures permettent à leur tour de créer des matériaux composites possédant de nouvelles propriétés optiques  » explique le Dr. Ellenbogen. « On les appelle parfois méta-matériaux car ils présentent des propriétés qu’on ne retrouve pas dans les matériaux naturels. Ces dernières années, on a commencé à produire également des méta-matériaux non-linéaires qui ouvrent de nouvelles perspectives pour contrôler la lumière ».

 « Les matériaux optiques conventionnels, dits linéaires, ne sont pas capables de modifier la fréquence de la lumière», explique Shay Keren-Zur. « Les matériaux non linéaires, eux permettent un doublement de cette fréquence, ainsi que la connexion de différentes fréquences entre elles. Deux photons qui passent au travers d’un matériau non linéaire viennent en interaction l’un avec l’autre, de sorte qu’on peut en contrôler un à l’aide de l’autre ».

 «Ces derniers temps, on a commencé à mettre au point des méta-matériaux optiques non-linéaires construits à partir de nano-antennes optiques. Dans notre étude, nous avons montré que si on dispose ces nano-antennes dans un certain ordre, le méta-matériau se comporte comme un cristal, et nous pouvons donc contrôler la lumière  émise par ce quartz – à la fois sa direction et sa phase. Ce contrôle de la lumière possède de nombreuses applications. C’est pourquoi des entreprises géantes comme IBM ou Intel investissent aujourd’hui beaucoup dans le domaine de la nano-photonique »

Au Centre de nanotechnologie de l'UTA

Nano« Nous n’avons pas inventé le domaine des méta-matériaux non-linéaires », explique Nadav Segal, « mais nous avons montré comment on peut contrôler la lumière émise par le cristal : comment créer un cristal photonique qui permette un contrôle sans précédent de la lumière »

« Après avoir montré que notre idée marche en théorie, nous avons commencé à produire le matériau lui-même, ici même, au centre de nano de l'Université de Tel-Aviv » ajoute Shay Keren-Zur.

Le développement de ce nouveau matériau a pris deux ans. Finalement les chercheurs ont conçu un modèle de cristal non linéaire constitué d'unités de base en or d’une taille de 180 sur 180 nanomètres. Ils estiment que dans l'avenir on utilisera ce nouveau matériau pour créer une variété de produits pour l'électronique et l’informatique, comme des commutateurs optiques, des convertisseurs de fréquence de lasers et des amplificateurs de lumière. A présent, ils ont l’intention d’explorer toutes les possibilités de ce nouveau composant, tels que l'addition et la soustraction de fréquences.

 

Publié sur http://www.israelscienceinfo.com/

http://www.israelscienceinfo.com/nanos/premiere-luniversite-tel-aviv-cree-nano-cristal-permettant-controle-precedent-lumiere/

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