Paul McEuen donne la première conférence Dresselhaus sur les robots de la taille d’une cellule.
Des robots fonctionnels et intelligents de la taille d’une seule cellule sont à portée de main, a déclaré le professeur Paul McEuen de l’Université Cornell lors de la première conférence Mildred S. Dresselhaus au MIT le 13 novembre.
« Construire un robot de l’ordre de 100 microns et le faire fonctionner, c’est un grand rêve « , a déclaré McEuen, titulaire de la chaire John A. Newman en sciences physiques à l’Université Cornell et directeur de l’Institut Kavli à Cornell pour la nanoscience. « Cent microns, c’est une taille très spéciale. C’est la frontière entre le visible et l’invisible, ou le monde microscopique. »
Lors d’une conférence intitulée « Cell-sized Sensors and Robots » devant un large public dans la salle de conférence 10-250 du MIT, McEuen a présenté son concept pour une nouvelle génération de machines qui fonctionnent à l’échelle micro en combinant la microélectronique, les cellules solaires et la lumière. Les microbots, comme il les appelle, fonctionnent à l’aide de circuits intégrés optiques sans fil et d’actionneurs électrochimiques de surface.
Coup d’envoi des conférences du Dresselhaus
Inaugurée cette année en l’honneur de la professeure et physicienne Mildred « Millie » Dresselhaus, la conférence Dresselhaus reconnaît une personnalité importante en sciences et en génie dont le leadership et l’impact font écho à la vie, aux réalisations et aux valeurs du professeur Intistute disparu. La conférence sera présentée chaque année en novembre, le mois de sa naissance.
Dresselhaus a passé plus de 50 ans au MIT, où elle a été professeur au Département de génie électrique et d’informatique (à l’origine le Département de génie électrique) ainsi qu’au Département de physique. Elle a été la première professeure de l’Institut du MIT, co-organisatrice du premier Forum des femmes du MIT, la première lauréate d’un prix Kavli en solo et la première femme à recevoir la Médaille nationale des sciences dans la catégorie génie.
Ses recherches sur les propriétés fondamentales du carbone lui ont valu le surnom de « Reine de la science du carbone ». Elle était également connue à l’échelle nationale pour son travail visant à élargir les possibilités offertes aux femmes en sciences et en génie.
« Millie était physicienne, spécialiste des matériaux et ingénieur électricien, professeure au MIT, chercheuse et directrice de thèse, auteure prolifique et leader de longue date dans la communauté scientifique « , a déclaré Asu Ozdaglar, actuelle directrice du département EECS, dans son discours d’ouverture. « Même dans ses dernières années, elle a été active dans son domaine au MIT et dans le département, participant aux réunions des professeurs de l’EECS et jouant un rôle important dans le développement de l’installation MIT.nano. »
Repousser les limites de la physique
McEuen, qui a rencontré Dresselhaus pour la première fois lorsqu’il a fait ses études supérieures à l’Université Yale avec son fils, a exprimé le privilège que ce fut de célébrer Millie comme conférencière inaugurale. « Quand je pense à mes héros scientifiques, c’est une liste très, très courte. Et je pense qu’au sommet, il y a Millie Dresselhaus. Pouvoir donner cette conférence en son honneur signifie beaucoup pour moi. »
Après avoir obtenu son baccalauréat en génie physique de l’Université de l’Oklahoma, McEuen a poursuivi ses recherches à l’Université Yale, où il a obtenu son doctorat en 1990 en physique appliquée. McEuen a passé deux ans au MIT comme post-doctorant en physique de la matière condensée, puis est devenu chercheur principal au Lawrence Berkeley National Laboratory. Il a passé huit ans à enseigner à l’Université de Californie à Berkeley avant de rejoindre la faculté de Cornell comme professeur au département de physique en 2001.
« Paul est un pionnier pour notre génération, explorant le domaine des atomes et des molécules pour repousser encore plus loin la frontière. Il n’est pas exagéré de dire que ses découvertes et ses innovations contribueront à définir l’ère nanotechnologique « , a déclaré Vladimir Bulović, directeur fondateur du MIT.nano et professeur de technologie émergente à Fariborz Maseeh (1990).
“Le monde est notre huître »
McEuen plaisantait au début de son exposé en disant qu’en parlant de technologie mesurée en microns, il semble que dans le monde d’aujourd’hui, les chercheurs peuvent manipuler la technologie à l’échelle des nanomètres » si 1950 « . Un micron – abréviation de micromètre – est un millionième de mètre ; un nanomètre est un milliardième de mètre.
« (Mais) si vous voulez un micro robot, vous avez besoin de pièces à l’échelle nanométrique. De même que la naissance du transistor a donné naissance à tous les systèmes de calcul dont nous disposons aujourd’hui, dit-il, la naissance d’éléments mécaniques et électroniques simples et nanométriques va donner naissance à une technologie robotique à l’échelle microscopique de moins de 100 microns ».
La devise de McEuen et de son groupe de recherche à Cornell est « tout, tant que c’est petit. » Cet accent est mis sur les fondamentaux des nanostructures, l’origami atomiquement fin pour les métamatériaux et les micromachines, ainsi que les téléphones intelligents et les optobots à l’échelle microscopique. M. McEuen a souligné l’importance d’emprunter à d’autres domaines, comme la microélectronique, pour construire quelque chose de nouveau. Les chercheurs de Cornell ont utilisé cette technologie pour construire un circuit intégré optique sans fil (OWIC) – essentiellement un téléphone cellulaire microscopique fait de cellules solaires qui l’alimentent et reçoivent des informations externes, un simple circuit à transistors qui lui sert de cerveau et une diode électroluminescente qui fait clignoter des données.
Pourquoi faire quelque chose de si petit ? La première raison est le coût ; la seconde est son large éventail d’applications. De tels dispositifs minuscules pourraient mesurer la tension ou la température, ce qui les rendrait utiles pour des expériences microfluidiques. À l’avenir, ils pourraient être utilisés comme étiquettes intelligentes et sécurisées pour la contrefaçon, comme capteurs invisibles pour l’Internet des objets ou comme interfaces neurales pour mesurer l’activité électrique dans le cerveau.
L’ajout d’un actionneur électrochimique de surface à ces OWICs apporte un mouvement mécanique aux microbots de McEuen. En coiffant un très mince morceau de platine d’un côté et en appliquant une tension de l’autre, « nous pourrions faire toutes sortes de choses cool ».
À la fin de son exposé, McEuen a répondu aux questions de l’auditoire modéré par Bulović, telles que comment les microbots communiquent-ils entre eux et quelle est leur durée de vie fonctionnelle. Il a terminé avec une citation finale de Millie Dresselhaus : « Suivez vos intérêts, obtenez la meilleure éducation et la meilleure formation disponibles, visez haut, soyez persévérant, soyez flexible, gardez vos options ouvertes, acceptez l’aide qui vous est offerte et soyez prêt à aider les autres.
Les nominations pour la conférence Dresselhaus 2020 peuvent être soumises. sur le site de MIT.nano. N’importe quelle figure importante de la science et de l’ingénierie de n’importe où dans le monde peut être prise en considération.
