Nouvelles photographies des nano-routeurs dans le vaccin Pfizer

Le Graphène est-il, réellement, une source illimitée d’énergie libre ?

En octobre 2020, des physiciens de l’université d’Arkansas ont publié leur étude intitulée “Fluctuation-induced current from freestanding graphene”. [279] [282]

Cette nouvelle technologie va, très certainement, intéresser, au plus haut point – d’ébullition – tous les fabricants de vaccins au graphène !

Selon un article publié dans Science News: « “Un circuit de collecte d’énergie basé sur le graphène pourrait être incorporé dans une puce pour fournir une alimentation propre, illimitée et à basse tension, à de petits appareils ou capteurs”, a déclaré Paul Thibado, professeur de physique et chercheur principal de cette découverte.

Les résultats, publiés dans la revue Physical Review E, sont la preuve d’une théorie développée par les physiciens de l’université de l’Alberta il y a trois ans, selon laquelle le graphène libre – une couche unique d’atomes de carbone – ondule et se déforme d’une manière prometteuse pour la récolte d’énergie.

L’idée de récolter de l’énergie à partir du graphène est controversée car elle réfute la célèbre affirmation du physicien Richard Feynman, selon laquelle le mouvement thermique des atomes, connu sous le nom de mouvement brownien, ne peut pas produire de travail. L’équipe de M. Thibado a découvert qu’à température ambiante, le mouvement thermique du graphène induit un courant alternatif (CA) dans un circuit, ce que l’on croyait impossible.»

Deux des auteurs de cette étude, sont Espagnols : Antonio Lasanta et Luis Bonilla (Universidad Carlos III de Madrid et Universidad de Granada).

En décembre 2020, la société NTS Innovations – qui œuvre en partenariat avec cette même université d’Arkansas – a annoncé, qu’elle se lançait dans la fabrication de micro-chips, à base de graphène, capables de générer de l’électricité.

Selon NTS Innovation: «NTS Innovations a franchi une étape importante dans le développement d’une source d’énergie propre révolutionnaire – le Graphene Energy Harvesting (GEH). L’entreprise, en partenariat avec l’université de l’Arkansas, a achevé le développement de son circuit de récolte d’énergie sur une tranche de silicium. Cette technologie sera emballée dans une puce commerciale et disponible à la vente auprès d’un réseau mondial de distributeurs d’électronique en 2021.

Le graphène est 100 fois plus résistant que l’acier et un meilleur conducteur d’électricité que le cuivre. Il est également flexible et élastique. Mieux encore, lorsque le graphène est libre, il est en fait en mouvement constant. Ce mouvement peut désormais être exploité comme une énergie propre et durable.

Le GEH consiste à récolter de l’énergie à l’échelle nanométrique à partir des oscillations naturelles du graphène. Imaginez une éolienne. L’éolienne capte l’énergie du vent par son mouvement. De la même manière (mais à l’échelle nanométrique), le graphène libre convertit l’énergie ambiante en énergie mécanique sous la forme de fluctuations ondulatoires, un peu comme les vagues sur l’océan. GEH est la seule alternative d’énergie propre et continue qui peut fonctionner dans n’importe quel environnement, partout sur la planète… et au-delà.

« GEH est un dispositif à l’échelle nanométrique sur une plaquette de semi-conducteurs. La technologie elle-même varie légèrement en fonction de la température, mais elle est autrement robuste dans tous les environnements », a déclaré Preston Carter, directeur de la technologie chez NTS Innovations. « GEH peut générer de l’énergie dans des environnements extra-atmosphériques et aérospatiaux, GEH fonctionnera partout sur Terre et continuera à fonctionner dans les profondeurs de l’océan. Les seules limites environnementales de GEH seront l’emballage utilisé pour le contenir. »

Les puces GEH sont fabriquées à l’aide des techniques courantes de fabrication de semi-conducteurs, ce qui les rend rentables, évolutives et faciles à produire en masse. La première génération de puces GEH vise une puissance de 10mW (milliwatts) pour une taille de 12x12x3mm.

La puce GEH de première génération permettra aux capteurs et aux petits appareils électroniques de s’auto-alimenter, sans qu’il soit nécessaire de recharger ou de remplacer les piles. Mais cela ne s’arrête pas là. Les prochaines versions de la puce GEH augmenteront la densité de puissance, ce qui promet des applications allant des téléphones portables aux tablettes, en passant par les appareils ménagers et les voitures.» [280]

En mars 2021, ce fut au tour du prestigieux MIT (Massachusetts Institute of Technology) à Boston, de proposer une autre technique de production/récolte libre d’énergie à partir du graphène… et à partir du nitrure de bore. Selon un article présentant ces recherches dans Electronic Design: [282]

«Une équipe du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a imaginé un moyen de récolter l’énergie de radio-fréquence allant des micro-ondes à la bande térahertz. L’analyse porte sur la physique et les limites présumées du comportement quantique-mécanique du graphène, ainsi que sur les moyens de les surmonter. Ils ont découvert qu’en combinant le graphène avec un autre matériau – dans ce cas, le nitrure de bore – les électrons du graphène devraient dévier leur mouvement vers une direction commune, ce qui permettrait de faire circuler le courant.

Si des technologies expérimentales antérieures ont permis de convertir des ondes térahertz en courant continu, elles ne pouvaient le faire qu’à des températures ultra-froides, ce qui limite évidemment leurs applications pratiques. Au lieu de cela, le chercheur principal Hiroki Isobe a commencé à étudier la possibilité d’induire, au niveau de la mécanique quantique, les électrons d’un matériau à circuler dans une direction, afin de diriger les ondes électromagnétiques entrantes vers un courant continu. Le matériau utilisé devait être exempt d’impuretés pour que les électrons circulent sans être dispersés par les irrégularités du matériau, et le graphène était un matériau attrayant.

Mais ce n’était que le point de départ. Pour diriger les électrons du graphène dans une seule direction, il fallait « briser » la symétrie inhérente au matériau. Ainsi, les électrons ressentiraient une force égale dans toutes les directions, ce qui signifie que toute énergie entrante se disperserait de manière aléatoire. D’autres ont fait des expériences avec le graphène en le plaçant au-dessus d’une couche de nitrure de bore, de sorte que les forces entre les électrons du graphène ont été déséquilibrées : les électrons plus proches du bore ont ressenti une force, tandis que les électrons plus proches de l’azote ont subi une traction différente.

Cette « diffusion en biais » peut entraîner un flux de courant utile. L’équipe de recherche a imaginé un redresseur térahertz constitué d’un petit carré de graphène posé sur une couche de nitrure de bore. Il serait pris en sandwich dans une antenne qui recueille et concentre le rayonnement térahertz ambiant, amplifiant suffisamment son signal pour le convertir en courant continu.

L’équipe a déposé un brevet pour son nouveau concept de « rectification à haute fréquence », qui est décrit dans leur article Science Advances « High-frequency rectification via chiral Bloch electrons » ainsi que dans les Supplementary Material. Il faut les lire un peu pour se rendre compte qu’il s’agit uniquement d’une analyse théorique extrêmement approfondie (et je dis bien approfondie, car le nombre de modèles, d’équations, de dérivées partielles et d’intégrales est stupéfiant). Aucun dispositif n’a encore été construit. Mais ne vous inquiétez pas, les chercheurs travaillent avec des physiciens expérimentaux du MIT pour mettre au point un dispositif physique basé sur leur vision et leur analyse.»

L’étude du MIT est intitulée “High-frequency rectification via chiral Bloch electrons”. [283]

Pour rappel. J’ai évoqué, à plusieurs reprises, la fabrication de nano-composés à base de graphène et de nitrure de bore – qui est appelé les graphène blanc. En particulier dans mon article intitulé “Du nitrure de bore hexagonal dans les injections?” [284]

Comme les liaisons carbone-carbone sont les plus robustes, dans la Nature, le graphène s’avère un peu plus robuste que le nitrure de bore hexagonal. En effet, le graphène se caractérise par une pression de 130 gigapascals et par 1,0 térapascal pour l’élasticité tandis que le nitrure de bore hexagonal se caractérise par une pression de 100 gigapascals et par 0,8 térapascal pour l’élasticité. Par contre, sur le plan de la résistance aux craquements, le nitrure de bore hexagonal s’avère 10 fois plus résistant que le graphène – selon une étude publiée en juin 2021 “Intrinsic toughening and stable crack propagation in hexagonal boron nitride”. [1356]

Selon cette étude, le nitrure de bore hexagonal constitue, déjà, un matériau extrêmement important pour l’électronique flexible en 2D – et pour d’autres applications – en raison de sa résistance à la chaleur, de sa stabilité chimique et de ses propriétés diélectriques. Cela permet de l’utiliser comme base de support et comme couche d’isolation entre des composants électroniques.

Selon Jun Lou, l’auteur de cette étude à l’Université Rice, de Houston, au Texas, en sus des applications pour des textiles électroniques, par exemple, l’électronique flexible en 2D peut être utilisée pour des applications plus exotiques – tels que des implants et tatous électroniques greffés, directement, sur le cerveau.

En fait, cela fait un certain nombre d’années que des chercheurs investiguent la possibilité d’utiliser le graphène comme source d’énergie dans les nano-routeurs. Ainsi, il existe une étude Japonaise, de 2013, intitulée “Graphene Based Nanogenerator for Energy Harvesting”. [285]

En août 2021, une équipe mixte de Chine et d’Australie a publié une étude intitulée “Wave propagation in elliptic graphene sheet for energy harvesting”, qui porte sur la propagation des ondes dans une feuille de graphène elliptique pour la récolte d’énergie. [286] Selon les auteurs: «Par rapport aux feuilles de graphène rectangulaires, les feuilles de graphène elliptiques peuvent récolter plus d’énergie aux points focaux inférieurs et supérieurs lorsque des charges d’impulsion linéaires agissent à différents endroits. De plus, le temps de récolte d’énergie du graphène elliptique est inférieur à celui du graphène rectangulaire pour recueillir la même quantité d’énergie cinétique. L’efficacité de la récolte d’énergie des feuilles de graphène elliptique est supérieure à celle des feuilles de graphène rectangulaire avec trois rapports d’aspect, ce qui démontre la supériorité des feuilles de graphène elliptique pour la récolte d’énergie. La feuille de graphène elliptique avec un rapport d’aspect de 2 a la performance optimale de récolte d’énergie cinétique en considérant à la fois le temps de récolte d’énergie et l’efficacité. Nos résultats seront précieux pour la conception et la fabrication de matériaux bidimensionnels émergents pour la récolte d’énergie, les capteurs de masse et les détecteurs de gaz. »

En juillet 2021, deux chercheurs Koréens ont publié une étude intitulée “Analysis of Thermoelectric Energy Harvesting with Graphene Aerogel-Supported Form-Stable Phase Change Materials”. [287] Selon les auteurs: «Les composites de matériaux à changement de phase (MCP) à base d’aérogel de graphène conservent leur état solide initial sans problème de fuite lorsqu’ils sont fondus. La forte proportion de PCM pur dans le composite peut absorber ou libérer une quantité relativement importante de chaleur pendant le chauffage et le refroidissement. Dans cette étude, ces composites PCM de forme stable ont été utilisés pour construire un générateur thermoélectrique pour collecter l’énergie électrique sous le changement de température externe. L’effet Seebeck et la différence de température entre les deux côtés du dispositif thermique ont été appliqués pour la récolte d’énergie thermoélectrique. Deux composites PCM différents ont été utilisés pour collecter l’énergie thermoélectrique en raison du champ de transition de phase différent dans les processus de chauffage et de refroidissement. La charge de nano-plaquettes de graphène (GNP) a été incorporée pour augmenter les conductivités thermiques des composites PCM. Le courant de sortie maximum a été étudié en utilisant ces deux composites PCM avec différents ratios de remplissage GNP. Les efficacités de récolte d’énergie thermoélectrique pendant le chauffage et le refroidissement étaient de 62,26 % et 39,96 %, respectivement. En outre, une analyse numérique par la méthode des éléments finis (FEM) a été réalisée pour modéliser les profils de sortie. »

En août 2021, toujours dans le domaine de la production/récolte d’énergie libre à base de graphène, une équipe du Chalmers Institute a publié une étude intitulée “Terahertz Rectennas on Flexible Substrates Based on One-Dimensional Metal–Insulator–Graphene Diodes”. [288]

Selon les auteurs: «Les dispositifs flexibles de récolte d’énergie fabriqués dans des processus évolutifs de couches minces sont cruciaux pour l’électronique portable et l’Internet des objets. Nous présentons une rectenne flexible basée sur une diode métal-isolant-graphène à jonction unidimensionnelle, offrant une détection de puissance à faible bruit aux fréquences térahertz (THz). Les rectennas sont fabriqués sur un film de polyimide flexible selon un procédé évolutif par photolithographie en utilisant du graphène obtenu par dépôt chimique en phase vapeur. Une jonction unidimensionnelle réduit la capacité de la jonction et permet un fonctionnement jusqu’à 170 GHz. Le rectenna présente une réactivité maximale de 80 V/W à 167 GHz dans des mesures en espace libre et une puissance équivalente de bruit minimale de 80 pW/√Hz. »

Pour rappel: Le Graphene Flagship Project est sous l’égide de la Chalmers University of Technology, en Suède, en partenariat étroit avec la Multinationale de la Pharmacratie, AstraZeneca/Syngenta/ChemChina. Les chercheurs ont étudié la bio-compatibilité de nano-particules de nitrure de bore hexagonal pour des applications médicales: transport de médications et de vaccins, bio-senseurs et stimulation cellulaire.

En octobre 2021, une étude a été publiée intitulée “Graphene Based Triboelectric Nanogenerators Using Water Based Solution Process” qui porte sur la réalisation de nanogénérateurs triboélectriques, à base de graphène, ayant recours à un procédé de solution aqueuse. [290]

Selon les auteurs: «Parmi les sources de récolte d’énergie durables, l’énergie mécanique est l’une des plus polyvalentes et des plus couramment disponibles, capable de contribuer aux milliwatts et parfois même à quelques watts d’énergie produite par les mouvements du corps humain. Cette énergie, si elle est récoltée efficacement par des nanogénérateurs triboélectriques (TENG), pourrait être suffisante pour le fonctionnement autonome de petits dispositifs, capteurs et actionneurs IoT, portables ou médicaux. Ces dispositifs peuvent être plus sûrs car leurs courants de sortie sont généralement de l’ordre du microampère, ils utilisent des conceptions peu coûteuses, légères et adaptables et sont capables de fournir des tensions élevées grâce à leur très faible capacité. Les matériaux 2D, comme le graphène, sont apparus comme des matériaux efficaces pour les TENG, soit comme couches triboélectriques actives, soit comme électrodes avec une fonction de travail réglable, une conformabilité mécanique et une sensibilité. Malheureusement, les techniques et procédés actuels utilisés pour la fabrication des dispositifs font appel à des processus de croissance complexes basés sur le dépôt physique et chimique en phase vapeur, qui sont difficiles à mettre à l’échelle. Pour permettre une fabrication plus simple et des coûts réduits, il est nécessaire de mettre en œuvre des processus basés sur des solutions, de préférence avec des solvants à faible impact environnemental comme l’eau. 

 
 

Nous présentons ici un nanogénérateur triboélectrique à base de graphène où ce matériau agit à la fois comme électrode et comme couche triboélectrique active. Toutes les couches de graphène ont été développées en utilisant du graphène exfolié par cisaillement et transférées en utilisant des techniques de filtration sous vide afin d’intégrer des méthodes faciles et peu coûteuses basées sur des solutions. Ce dispositif tire profit de l’effet triboélectrique entre le PDMS et le graphène et a été développé avec une couche polymère supplémentaire pour empêcher les fuites de courant de la couche PDMS vers son électrode arrière. Le comportement de la puissance de sortie associée à la charge externe connectée au TENG est similaire à un dispositif fabriqué à l’aide d’une paire triboélectrique standard en PDMS et aluminium».

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Rapport de Ricardo Delgado

IDENTIFICATION D’UNE ÉVENTUELLE MICROTECHNOLOGIE ET DE STRUCTURES ARTIFICIELLES DANS LE VACCIN DE PFIZER PAR MISCROSCOPIE OPTIQUE

L’objectif de ce travail est l’identification de motifs artificiels et de structures micro-technologiques qui pourraient être contenues dans le vaccin commercial Comirnaty Pfizer.

À cette fin, plusieurs objets, visibles au microscope optique, ont été photographiés et comparés avec des articles de la littérature scientifique pour les besoins de cette analyse.

En outre, on a tenté d’identifier une grande variété d’objets compatibles avec les structures de type graphène, compte tenu des caractéristiques et des particularités de ce matériau, telles que ses plis, ses reliefs, sa tension superficielle, etc.

Cette recherche est une approche, du point de vue de la microscopie optique, de la caractérisation de ces structures avec les limites de la méthodologie et des moyens utilisés.

Les microphotographies ont été obtenues avec une qualité de grossissement allant de 200X à 1400X. Une plus grande représentativité des échantillons à analyser avec la technique optique est nécessaire pour pouvoir tirer des conclusions ou des généralisations sur le sujet étudié.

Toutefois, ce rapport constitue un élément à prendre en compte et devrait nécessairement être complété et élargi par des scientifiques et des laboratoires indépendants afin de clarifier ce produit cible administré à la Société Civile de manière globale et simultanée.

Cliquer ci-dessous pour télécharger le rapport en PDF.
Rapport-DELGADO-1Télécharger

Nouvelles du 13 janvier 2022

Création, au Québec, de la première nano-antenne, à base d’ADN, de 5 nm de longueur. Avec ou sans points quantiques de graphène?

La revue Nature vient de publier une étude intitulée “Monitoring protein conformational changes using fluorescent nanoantennas” [235]. Elle est signée par cinq auteurs sous la houlette du Professeur Alexis Vallée-Bélisle  du Laboratoire de Biosenseurs & Nanomachines de l’Université de Montréal.

Le Laboratoire de Biosenseurs & Nanomachines est financé, entre autres financeurs, par la Fondation Bill Gates.

De plus, à écouter ces chercheurs, il ne s’agirait que d’une nano-antenne biologique. Nonobstant, deux des chercheurs de l’équipe impliquée dans ces recherches ont, également, publié leurs recherches portant sur le domaine du graphène. Il s’agit de Scott G. Harroun et de Xiaomeng Wang.

Scott G. Harroun a co-publié une étude intitulée “One-minute irradiation of white LED drives halogen/nitrogen co-doped polymeric graphene quantum dots to photodynamic inactivation of bacteria in the infected wound” [237] tandis que Xiaomeng Wang a co-publié une étude intitulée “A Graphene Quantum Dots–Hypochlorite Hybrid System for the Quantitative Fluorescent Determination of Total Antioxidant Capacity”. [238]

Non seulement ces études portent sur les poins quantiques de graphène – à savoir parmi les plus petites nano-particules, à base de graphène, de l’ordre de quelques nanomètres – mais, également, sur les processus de fluorescence. Tout comme cette nouvelle nano-antenne, à base d’ADN, qui est fluorescente.

Selon les nouvelles de l’Université de Montréal [236]: Des chercheurs de l’Université de Montréal ont créé une nano-antenne pour surveiller les mouvements des protéines.

Rapporté cette semaine dans Nature Methods, le dispositif constitue une nouvelle méthode pour surveiller les changements structurels des protéines au fil du temps – et pourrait aider les scientifiques à mieux comprendre les nanotechnologies naturelles et de conception humaine.

«Les résultats sont si excitants que nous travaillons actuellement à la création d’une start-up pour commercialiser et mettre cette nano-antenne à la disposition de la plupart des chercheurs et de l’industrie pharmaceutique », a déclaré Alexis Vallée-Bélisle, professeur de chimie à l’UdeM et auteur principal de l’étude.

«Inspirés par les propriétés “Lego” de l’ADN, dont les blocs de construction sont généralement 20 000 fois plus petits qu’un cheveu humain, nous avons créé une nano-antenne fluorescente basée sur l’ADN, qui peut aider à caractériser la fonction des protéines », a-t-il déclaré.

«Comme une radio bidirectionnelle qui peut à la fois recevoir et émettre des ondes radio, la nanoantenne fluorescente reçoit la lumière dans une couleur, ou longueur d’onde, et selon le mouvement de la protéine qu’elle détecte, elle renvoie la lumière dans une autre couleur, que nous pouvons détecter. »

L’une des principales innovations de ces nano-antennes est que la partie réceptrice de l’antenne est également utilisée pour détecter la surface moléculaire de la protéine étudiée via une interaction moléculaire.

«L’un des principaux avantages de l’utilisation de l’ADN pour concevoir ces nano-antennes est que la chimie de l’ADN est relativement simple et programmable », a déclaré Scott Harroun, doctorant en chimie à l’UdeM et premier auteur de l’étude.

«Les nanoantennes à base d’ADN peuvent être synthétisées avec différentes longueurs et flexibilités pour optimiser leur fonction», a-t-il ajouté. «On peut facilement fixer une molécule fluorescente à l’ADN, puis attacher cette nanoantenne fluorescente à une nano-machine biologique, telle qu’une enzyme ».

«En ajustant soigneusement la conception de la nano-antenne, nous avons créé une antenne de cinq nanomètres de long qui produit un signal distinct lorsque la protéine remplit sa fonction biologique. »

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