NanoWalker

Un article de Laboratoire de nanorobotique.

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Dans le monde actuel des nanotechnologies, les petits échantillons à manipuler ou à observer sont habituellement amenés (par un utilisateur humain) vers une habituellement imposante machine destinée à performer la tâche en question. Ces machines sont à vocation unique et complexe à opérer.

Le projet NanoWalker du Laboratoire de NanoRobotique de l'École Polytechnique de Montréal (EPM), en collaboration avec le Massachusetts Institute of Technology (MIT), a pour objectif de briser la routine. Dorénavant, les instruments se rendront à l’échantillon et y performeront localement les tâches pour lesquelles ils furent conçus. Cet instrument prendra la forme d’un robot instrumenté miniature, sans fil et autonome capable d’effectuer des opérations au niveau atomique et moléculaire. Il deviendra ainsi l’élément de base d’une nano-usine à haut débit permettant d’atteindre un niveau d’opérations parallèles jamais atteint simplement en ajoutant ou retirant au besoin des robots.

L’équipe du laboratoire a pour mission le développement de la première version de ce robot communément appelé «NanoWalker». D’une taille approximative de 30mm x 30mm, il sera équipé d’un microscope à effet tunnel (STM) pour l’assister dans sa conquête de l’infiniment petit.

Les différents systèmes et sous-systèmes du robot font appel à bon nombre de sciences modernes, faisant de ce projet une entreprise à fort caractère multidisciplinaire.

Microscope à effet tunnel Le microscope à effet tunnel, ou Scanning Tunnelling Microscope (STM) en anglais, n’est qu’une des techniques de Scanning Probe Microscopy (SPM) qu’il serait possible d’intégrer au robot NanoWalker. Cette technique inventée par G. Binning et H. Rohrer en 1981 au centre de recherche IBM à Zurich permet d’imager la topographie de matériaux conducteurs avec une résolution pouvant atteindre l’atome. Pour y arriver, elle s’appuie sur des principes de la physique quantique qui affirment que lorsqu’une tige à pointe atomique est approchée à une distance de quelques dixièmes de nanomètres d’une surface, un courant tunnel se crée entre les deux. L’amplitude de ce courant augmente de façon exponentielle à mesure que l’espace entre la pointe et la surface diminue. En balayant la surface et en mesurant les variations induites sur le courant par la topographie du matériaux imagé, une image tridimensionnelle de la surface peut être reconstruite. Une stratégie de contrôle en boucle fermée s’affaire à maintenir une distance constante entre la pointe et la surface pour éviter tout contact dommageable à la fois pour la pointe et pour la surface


Animations 3D

Assemblage (1,5 megs)

Mode de déplacement (2.0 megs)

Plate-forme entière (4.3 megs)