L'infiniment petit s'attaque à la contrefaçon

Le chimiste de l'Université de Montréal Richard Martel explore un monde très vaste à une échelle très petite. "Il y a dans une gorgée d'eau plus de molécules de H2O [?10^24] qu'il y a eu de secondes depuis le bigbang [?10^18]", donne-t-il comme exemple pour illustrer l'échelle du regard qu'il porte sur l'Univers.

Dans son laboratoire, l'un des plus stables du Canada en raison de ses assises directement coulées dans le Bouclier canadien, à sept mètres de profondeur, il utilise un microscope à électrons lents, où l'on a créé un vide encore plus grand que celui qu'on trouve près de la station spatiale en orbite dans l'espace. "Cet instrument, dit-il, c'est comme le télescope de l'astronome. Il permet de scruter la matière à des échelles infimes, de l'ordre du nanomètre, soit 50 000 fois plus petit qu'un cheveu."

La comparaison microscope/télescope n'est pas fortuite, puisque son partenaire commercial, Sébastien Blais-Ouellette, aurait pu faire carrière comme astrophysicien -son doctorat sur la masse manquante de l'Univers a gagné, en 2000, le prix France-Québec de la meilleure thèse. Les deux ont conclu un partenariat de haute technologie qui pourrait transformer l'industrie de la sécurité. "En intégrant des nanoparticules dans un objet, on peut assurer une traçabilité à toute épreuve", explique-t-il.

C'est sous formes de vernis et d'encres que des nanoparticules teintées de colorants, des "nanotraceurs", peuvent être ajoutées à des objets. Pour les localiser, il suffit d'employer un lecteur optique capable de les détecter et de déterminer leur spectre vibrationnel, ce qui équivaut à relever des empreintes digitales. "On peut imaginer un douanier qui scanne votre passeport avec ce système. Le spectre obtenu serait comme un "code à barres" optique à un très haut degré de fiabilité", mentionne M. Blais-Ouellette, président et fondateur de la compagnie Photon etc.

L'entreprise montréalaise mise fortement sur cette technologie, et les prototypes sont à l'essai avec des partenaires québécois et ontariens.

Par ailleurs, les partenaires ont aussi mis au point un système d'imagerie optique fonctionnant à partir d'un rayon laser puissant, un imageur de diffusion Raman, qui permet de mesurer le spectre vibrationnel des molécules à partir des images optiques. "C'est une technologie très prometteuse qui pourrait bien être dominante dans quelques années. Photon etc. commercialise déjà l'instrument", indique le chercheur.

Passeports et billets de banque

Grâce à leur structure unique, les nanotubes de carbone peuvent servir de contenants pour diverses molécules. Associés à un colorant, ces nanotraceurs permettent de décupler la force du signal obtenu. "Nous pouvons ainsi observer par des mesures optiques simples l'empreinte des molécules encapsulées, et ce, même à l'échelle d'un seul nanotube", résume Richard Martel.

Ces nanotraceurs pourraient être utilisés dans les encres des billets de banque, rendant la contrefaçon presque impossible. Le marché de la lutte en matière de contrefaçon est évalué à 22 milliards annuellement, rappelle M. Blais-Ouellette.

La grande révolution des nanotubes de carbone pourrait aussi toucher l'industrie électronique, car ces éléments, à la différence du cuivre et d'autres métaux, sont des conducteurs électriques transparents. Un écran translucide constitué de nanotubes de carbone en couches minces serait quasiment invisible à l'oeil nu et la qualité de la transmission pourrait se comparer à celle des meilleurs appareils actuellement sur le marché. Cette question fondamentale de la conductivité des nanotubes en films transparents, traitée en 2006 par l'étudiante de M. Martel Carla Aguirre, a été citée plus d'une centaine de fois depuis, car le monde de l'électronique est à l'affut de ce genre d'innovations.

En médecine, les nanotraceurs de carbone pourraient permettre de meilleurs diagnostics et même de meilleurs traitements en s'agrippant à la surface des cellules malades. "Par la lecture du signal Raman venant du nanotraceur qui se logerait sur des cellules cancéreuses au tout début de leur développement, nous pourrions repérer les premières traces d'une tumeur; ainsi, l'intervention médicale serait plus efficace", reprend l'entrepreneur. En examinant par balayage le corps humain, le lecteur rendrait visibles les cellules cancéreuses.

Si Richard Martel se réjouit des applications de ses travaux sur les nanotubes de carbone, ce volet ne l'accapare cependant pas. "Je suis d'abord un chercheur captivé par l'architecture de la matière. Si d'autres peuvent utiliser mes découvertes pour en faire des produits qui seront vendus et que des redevances me permettent de poursuivre d'autres travaux, alors tant mieux!" déclare-t-il.