Technion : un radar optique pour tester les médicaments qui

Technion : un radar optique pour
tester les médicaments qui aurait pu
éviter le scandale du Thalidomide
Membres du groupe de recherche du Pr Erez Hasman : Elhanan
Maguid, le Pr Erez Hasman, le Dr Vladimir Kleiner, Igor
Yurevich, [de d. à g.]
Le groupe de recherche du Pr Erez Hasman du Technion a développé une
technologie pour compresser des douzaines de lentilles sur une surface
nanométrique. L’étude ouvre la voie vers la création d’un nouveau type
d’élément optique avec de potentielles applications en médecine, en
alimentation, en communication et dans d’autres secteurs. Les possibles
applications sont : …
Le 17 août 2016 par Israël Science Info desk
Le groupe de recherche du Pr Erez Hasman du Technion a développé une
technologie pour compresser des douzaines de lentilles sur une surface
nanométrique. L’étude ouvre la voie vers la création d’un nouveau type
d’élément optique avec de potentielles applications en médecine, en
alimentation, en communication et dans d’autres secteurs.
Les possibles applications sont : le développement et le test d’ingrédients
alimentaires et pharmaceutiques, les interconnexions optiques pour la
communication et l’informatique par l’envoi de faisceau lumineux, des verres
multifocaux doté d’une précision sans précédent ainsi que des outils
d’informatique quantique.
Le Pr Hasman explique : « La source de notre inspiration est un radar
ordinaire, basé sur le déploiement d’antennes qui transmet et reçoit de
nombreux fronts d’ondes. Le défi dans la transition des radars à ondes radios
en radar optique est causé par les dernières opérations à une plus petite
longueur d’onde, environs 0.5 micron, et la longueur de l’antenne doit être
plus courte que la longueur d’onde. »
Le groupe de recherche en nano-optique est composé des étudiants de troisième
cycle : Elhanan Maguid, Igor Yulevich, Dekel Veksleret le docteur chercheur
Vladimir Kleiner, en collaboration avec le professeur Mark Brongersma de
l’Université de Stanford. Le groupe a démontré que par le mélange de
nombreuses antennes, beaucoup de front d’ondes peuvent être produit à partir
d’une ouverture optique commune. «L’approche que nous avons développé devrait
provoquer une révolution fonctionnelle dans l’optique. C’est basé sur une
combinaison du concept d’ouverture commune et de méta surfaces, que j’ai
développé en 2001. Cette combinaison ouvre la voie pour une mise en œuvre
d’élément multifonction, c’est-à-dire des éléments capables de réaliser
plusieurs tâches en même temps, soit des nouveaux types d’éléments optique »,
précise le Pr Hasman.
Les métasurfaces sont de fin éléments optiques, approximativement une
centaine de fois plus fin qu’un cheveu, couvert d’une antenne miniature (une
nano antennes). La forme, localisation et l’orientation de l’antenne
déterminent les propriétés du petit élément optique, et par conséquent, un
contrôle précis du placement des antennes est essentiel à la performance du
dispositif.
Le groupe a appliqué des techniques pour créer un réseau de nano-antenne afin
d’obtenir de multiples fronts d’ondes particulier, tel qu’un vortex de
faisceaux transportant moment angulaire de l’orbite (moment cinétique
orbital). Cette réalisation a été utilisée pour la mesure simultanée un
spectre de caractéristiques et la polarisation de l’état de lumière,
permettant d’intégrer les analyses spectro-polarimétrique sur puce.
L’étude présente plusieurs méthodes pour mettre en œuvre la
multifonctionnalité des méta-surfaces. L’agencement unique des nano-antennes
permet aux chercheurs de se concentrer sur les faisceaux lumineux et de les
réfléchir dans la direction souhaitée en contrôlant le niveau du spin du
photon. Le spin, c’est-à-dire, le moment cinétique interne, est une propriété
de la particule de lumière (photon) décrivant la direction de la rotation du
photon.
Schematic demonstration of different
light beams with angular momentum
emanating from antenna arrays on
metasurface
Les chercheurs ont pris l’avantage de ces propriétés et ont développé un
élément capable de mesurer la longueur d’onde et la polarisation de la
lumière simultanément, en une seule mesure. Il s’agit d’un spectropolarimètre d’une taille d’environs 50 microns, permettant l’incorporation
petits systèmes avancés de diagnostiques médicaux et dans d’autres domaines.
Dans l’article, les chercheurs présentent la caractérisation et la
différentiation entre les deux types de glucoses. Morphologiquement, les deux
types de glucoses sont énantiomère, soit l’exacte image l’une de l’autre,
comme deux gouttes d’eau. Cette propriété est nommée la chiralité.
Depuis que le glucose change la polarisation de la lumière, les chercheurs
mesurent les propriétés de la lumière dispersée par la solution de glucose,
en utilisant les méta-surfaces qu’ils ont développé, et on ainsi été capables
de faire la distinction entre les deux types de glucose.
La distinction entre les deux types de glucoses est primordiale, car les
mammifères possèdent des enzymes qui brisent le D-glucose mais pas L-glucose,
par conséquent le D- énantiomères est biologiquement actif.
De plus, étant donné que la plupart des molécules biologiques sont chirales,
la distinction de l’énantiomère a des répercussions généralisées pour les
industries pharmaceutiques et alimentaires. Le Thalidomide, médicament
utilisé durant les années 1950 et 1960 comme sédatif et anti-nauséeux chez
les femmes enceintes, qui provoqua de graves malformations congénitales, a
été basé sur une molécule chirale. L’un de ses énantiomères soulage en effet
les nausées matinales chez les femmes enceintes, mais les autres nuisent au
développement du fœtus.
« Israël, un empire de l’optique »
Le Pr Hasman dirige le laboratoire Micro et Nanooptique à la Faculté de génie
mécanique et de l’Institut de nanotechnologie Russell Berrie du Technion. Il
explique : « Outre le savoir-faire que nous avons accumulé ici depuis de
nombreuses années de travail, le Technion dispose d’une infrastructure de
classe mondiale très avancée, qui nous permet de développer et de produire
une nanotechnologie révolutionnaire. » Il note fièrement la position d’Israël
sur la carte du monde de l’optique. « Israël, et pas seulement le Technion,
est certainement un empire de l’optique. Nous disposons de certains groupes à
la pointe de la recherche mondiale, ainsi qu’une industrie très
impressionnante« .
Le Pr Hasman a obtenu son doctorat à l’Institut Weizmann et a ensuite passé
une dizaine d’années à mener le développement dans les industries civiles et
militaires.
En 1998, compte tenu de la pénurie d’ingénieurs optiques, le Technion lui a
offert la possibilité d’établir la piste d’ingénierie optique à la Faculté de
génie mécanique – et il a accepté l’offre. Il indique : « Il est maintenant
clair que l’arrière-plan de l’ingénierie, vaste comme il peut l’être, n’est
pas complet sans une formation scientifique approfondie, et c’est cet écart
que nous remplissons ici : formation d’ingénieurs avec une compréhension
globale de la science optique. Aujourd’hui, cette voie fournie à l’industrie
de nombreux anciens étudiants possédants des connaissances approfondies en
optique et forme de nombreux doctorants, et il y a même des professeurs dans
les universités qui ont étudié ici dans la voie d’ingénierie optique. »
Source Techtalk
Publication dans Science 21 avril 2016
Source :© Technion : un radar optique pour tester les médicaments qui aurait
pu éviter le scandale du Thalidomide – Israël Science Info