Des diamants de petite taille, mais avec un gros impact industriel Les matériaux carbonés apportent des propriétés très intéressantes dans une taille très réduite. L'utilisation de leur conductivité thermique et électrique, de leur résistance mécanique et de leurs propriétés optiques, aboutit à des dispositifs jusqu'ici indisponibles en Europe. Technologies industrielles © Ileysen, Shutterstock L'UE a financé le projet CARBONNASA (Carbon-based nanomaterials and nanostructures for advanced sensing applications) du programme international d'échange de personnel de recherche Marie Curie (IRSES). Le projet a apporté à des laboratoires en Europe, équipés de l'infrastructure adéquate, des compétences et une expertise importantes depuis la Chine, le Japon et les États-Unis. Le projet visait à soutenir le transfert de connaissances sur les nanomatériaux, afin de faciliter le développement de techniques et de dispositifs potentiellement révolutionnaires et actuellement indisponibles en Europe, avec de nombreuses utilisations dans l'optoélectronique, la médecine et l'énergie. Les chercheurs ont concentré une grande partie ont consacré de nombreux travaux à fabriquer des couches minces de diamant de haute qualité, par homoépitaxie (diamant sur substrat de diamant) et par hétéroépitaxie (diamant sur un autre substrat). L'équipe a utilisé un rayonnement laser femtoseconde, démontrant pour la première fois la possibilité de créer des canaux microfluidiques sur un substrat de diamant monocrisallin et biocompatible. Ces travaux de pionnier ont été publiés dans la revue Applied Physics Letters. CARBONNASA a également synthétisé des nanofibres de carbone pouvant servir à faciliter la croissance osseuse et la recherche sur la résistance antimicrobienne. Les propriétés de luminescence élevée de certaines fibres s'avèrent également intéressantes pour certaines applications optoélectroniques. La chimie de surface et les propriétés mécaniques exceptionnelles du diamant ont été exploitées pour le développement de dispositifs destinés à la détection de la pression. Les chercheurs ont pu développer un transistor auto-intégré à effet de champ semiconducteur-isolant-piézoélectrique-métal, un appareil micro-électromécanique haute sensibilité permettant de détecter la pression à des températures élevées. De nombreux défauts ponctuels du diamant, explorés de manière approfondie pour leurs propriétés de photoluminescence, peuvent être transformés en émetteurs quantiques. L'équipe a fabriqué des ensembles de nanostructures de diamant de différents diamètres et formes de surfaces à centres intégrés d'inoccupation de l'azote. Ces défauts ponctuels émettaient des photons simples 10 fois plus efficacement. Un autre domaine étudié était l'utilisation des nanomatériaux dans les batteries au lithium. Les scientifiques ont obtenu des améliorations notables des performances et du stockage, à l'aide de divers matériaux récemment fabriqués. Ces nombreuses avancées ont conduit à quatre autres publications. Le projet CARBONNASA d'échange de chercheurs était unique. Il couvre plusieurs disciplines et continents, et conduit à des progrès impressionnants dans une nouvelle génération de nanomatériaux et de dispositifs à base de carbone. Les résultats tombent sans cesse et devraient avoir un impact important sur des domaines comme la médecine, les nanotechnologies, l'optoélectronique, les capteurs et l'énergie. En couvrant un aussi large spectre de formations et d'applications, les travaux du projet soutiendront la transition de l'UE vers une économie basée sur les connaissances. Mots‑clés Diamants, CARBONNASA, nanomatériaux à base de carbone, nanostructures, applications de détection
