Une toile d’araignée a permis de créer un capteur à nanopuce particulièrement précis

À l’Université de Delft, une équipe de scientifiques a conçu un capteur à micropuce extrêmement précis. L’instrument possède la capacité de fonctionner à température ambiante. Pour les technologies quantiques, par exemple, cette caractéristique est importante. Par ailleurs, les chercheurs ont aussi réussi à faire vibrer l’instrument en le gardant quasiment isolé des bruits extérieurs. Pour en arriver là, ils ont allié la nanotechnologie et machine learning.

Une toile d'araignée dans un milieu sombre.
Crédit : science-et-vie-junior.fr

Toutefois, le plus important est que les chercheurs qui ont conçu le capteur se sont inspirés des toiles d’araignée. Ainsi, les scientifiques ont pu étudier des objets en vibration à la plus petite échelle. Pour ce faire, ils ont dû empêcher le bruit thermique ambiant d’affecter les objets à examiner.

Les chercheurs ont publié leurs travaux dans le numéro Rising Stars de Advanced Materials le 25 octobre 2021. Le capteur nanomécanique qu’ils ont développé ouvre de nombreuses voies à la technologie, telles que la détection quantique et la navigation.

La nature, une grande source d’inspiration

Richard Norte a participé aux travaux de recherches et est celui qui a eu l’idée de la toile d’araignée. D’après ses dires, la perspective lui est venue lorsqu’il a remarqué de nombreuses toiles d’araignée sur sa terrasse. Richard s’est alors souvenu que ces structures sont d’excellents détecteurs de vibrations. Le fait est que les araignées arrivent à mesurer les vibrations à l’intérieur de sa toile pour détecter leurs proies. Pourtant, les vibrations extérieures, comme le vent, n’affectent pas la toile.

Malgré cette brillante idée, les chercheurs n’avaient aucune connaissance concernant ces constructions d’araignées. Ils ont donc décidé d’utiliser une intelligence artificielle.  

« Nous savions que les expériences et les simulations étaient coûteuses et prenaient du temps, alors avec mon groupe, nous avons décidé d’utiliser un algorithme appelé optimisation bayésienne, pour trouver un bon design en utilisant peu d’essais. »
Miguel Bessa

D’une toile d’araignée à la clé d’une évolution technologique

L’équipe a été particulièrement surprise lorsque l’algorithme a proposé une toile relativement simple. Parmi les 150 structures, l’algorithme a suggéré une construction avec seulement six fils agencés d’une façon étonnamment simple. Après avoir vérifié l’efficacité de cette nouvelle conception via une simulation informatique, les scientifiques ont continué.

Le copremier auteur Andrea Cupertino a conçu un capteur à micropuce avec un film extrêmement fin. Son épaisseur est de l’ordre du nanomètre et il a choisi un matériau en céramique appelé nitrure de silicium. Le résultat serait extraordinaire, car la conservation de l’énergie par le système est exceptionnelle.

« C’est un peu comme si on donnait à quelqu’un une seule poussée sur une balançoire, et qu’il se balançait pendant près d’un siècle sans s’arrêter. »
Richard Norte

Laisser un commentaire

Ce site utilise Akismet pour réduire les indésirables. En savoir plus sur comment les données de vos commentaires sont utilisées.