Détection d’Explosifs : une Nanopuce 3000 fois plus Sensible qu’un Chien

03.07.2014 Dr. Sivan Cohen-Wiesenfeld - Israel Valley

Une équipe de chercheurs de l’Ecole de Chimie de l’Université de Tel-Aviv, en collaboration avec la société Tracense de nanotechnologie et sous la direction du Prof. Fernando Patolsky, a mis au point une puce électronique équipée d’une multitude de nano-capteurs capable de détecter à distance d’infimes molécules d’explosifs dispersées dans l’air, avec une sensibilité des milliers de fois supérieure à celles du nez d’un chien. La nouvelle technologie, qui éveille déjà un intérêt considérable dans les milieux de la sécurité civile et militaire en Israël et dans le monde, a été publiée dans la prestigieuse revue Nature Communication.

Selon le Prof. Patolsky, les détecteurs existant actuellement pour identifier les explosifs sont coûteux et encombrants. De plus, le processus de déchiffrement des résultats est long et nécessite le recours à des experts et à des laboratoires externes. Le nouveau détecteur, au contraire “est compact, peu coûteux, mobile, et permet une identification rapide, efficace et fiable des explosifs”.

Le détecteur mis au point par le Prof. Patolsky se compose d’une puce équipée de milliards de nano-fibres en silicium, formant un dispositif électrique extrêmement sensible, recouvert d’une couche de 144 récepteurs chimiques. Lorsqu’une molécule d’explosif vient en contact avec ces récepteurs, elle se fixe à eux et réagit à chacun d’eux simultanément. Le détecteur effectue alors une analyse mathématique en temps réel de la réponse de la matière aux différents récepteurs, avec une rapidité, une efficacité et une fiabilité sans concurrence, ont affirmé les chercheurs.

Le dispositif est directement inspiré de notre système olfactif, explique le professeur Patolsky. “Notre détecteur est en fait un nez artificiel adapté aux molécules d’explosifs, environ 3000 fois plus sensible que le nez d’un chien. Généralement, plus un détecteur est sensible moins il est sélectif; mais nos récepteurs peuvent distinguer une concentration moléculaire dans l’air de l’ordre d’un par quadrillion (un million de trillions). Cela signifie que notre détecteur peut reconnaître à distance des quantités minuscules de molécules que les autres détecteurs ne peuvent pas identifier”. Le dispositif, encore au stade de prototype, est de la taille d’un ordinateur portable. Mais le Prof. Patolsky annonce que son équipe travaille déjà à la construction d’un système encore plus mobile, de la taille d’un iPhone.

Le nouveau détecteur est basé sur un dispositif développé par le professeur Patoslky et son équipe il y a 3 ans, pour identifier des substances utilisée pour la guerre biologique et chimique. La société Tracense, partenaire de l’Université de Tel-Aviv, a investi des millions de dollars dans le développement du prototype, qui est déjà étudié et testé par les forces de sécurité israéliennes, y compris le Shin Beth (Services de sécurité intérieure israéliens).

Selon le professeur Patolsky, le détecteur pourra à l’avenir être utilisé par les forces opérationnelles. “Il pourrait même fonctionner sur les véhicules aériens sans pilote, (drones)”. “Un laboratoire qui fabrique des explosifs produit des molécules de T.N.T. dispersées dans l’air ; un drone équipé d’un détecteur peut donc aspirer l’air au-dessus du bâtiment suspecté et identifier les explosifs”.

Le nouveau détecteur pourra même être utilisé dans les aéroports, à l’entrée des centres commerciaux, dans les gares et autres lieux publics en remplacement des systèmes de sécurité existants, moins précis. En effet, la plupart des systèmes de sécurité actuellement en usage dans les aéroports utilisent la technique de spectrométrie de mobilité ionique pour identifier les molécules dans l’air en mesurant leur vitesse de passage à travers le champ électrique. Ce procédé, pas toujours fiable, ne peut détecter que quelques molécules par milliard. La nouvelle nanopuce est un million de fois plus efficace que les technologies actuelles.

En outre, le professeur Patolsky et son équipe mettent au point également des détecteurs pour d’autres usages civils. “Sur la base de la technologie de ce prototype, nous développons également des capteurs pour d’autres usages civils, par exemple, des détecteurs de stupéfiants.”

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