Des composants optiques précis sont nécessaires dans de nombreux domaines, notamment la microscopie, la télescopie, l'imagerie médicale, les fibres optiques, les lasers, etc. Dans le domaine de la bio-ingénierie, ils sont essentiels pour la microscopie 3D. Cependant, leur production est extrêmement difficile. La précision requise est à l'échelle nanométrique (un millionième de millimètre). Le processus de fabrication est complexe, exige une grande précision et ne peut être réalisé que dans certaines conditions qui le rendent coûteux.
Les scientifiques ont mis au point un nouveau procédé de fabrication de ces éléments - une méthode qui simplifie considérablement la production, permettant de fabriquer des composants optiques à l'aide d'une imprimante 3D ordinaire. Cette méthode rend la création de composants optiques rapide et bon marché, et permet également d'augmenter la complexité des éléments produits. Et ce, sans aucun coût en termes de précision.
Pour y parvenir, les scientifiques ont immergé le composant optique dans un liquide : un mélange d'eau et de glycérol (une substance bon marché largement utilisée dans toutes les industries, notamment comme additif alimentaire). La lumière se déplace à des vitesses différentes selon les substances. Par exemple, elle ralentit lorsqu'elle traverse de l'eau ou du verre. Cette différence de vitesse s'appelle l'indice de réfraction du matériau. L'indice de réfraction du liquide utilisé par les scientifiques est très proche de celui de leur composant optique.
Dans ces conditions, le composant optique doit être 1 000 fois plus grand pour pouvoir remplir sa fonction, ce qui est exactement ce que les scientifiques voulaient. En étant plus grand, le composant est maintenant beaucoup plus facile à produire et beaucoup moins sensible aux erreurs de fabrication. Au lieu d'un processus long et complexe nécessitant une pièce stérile, il peut désormais être fabriqué à l'aide d'une imprimante 3D ordinaire. La simplicité du processus permet également de produire des composants plus complexes, ce qui était presque impossible avec les méthodes traditionnelles. Contrairement à leurs prédécesseurs traditionnels, les nouveaux composants sont également réglables par la manipulation de la concentration de glycérol. Dans l'ensemble, il s'agit d'une réussite dans le domaine de l'optique, qui offre aux scientifiques et aux industries un outil plus performant et moins cher dans de nombreux domaines.
Le Professeur Yoav Shechtman est membre de la Faculté de Génie Biomédical, de l'Institut de Nanotechnologie Russell Berrie (RBNI), et du Centre Interdisciplinaire Lorry I. Lokey pour les Sciences de la Vie et l'Ingénierie.
Reut Orange-Kedem est un étudiant en doctorat sous sa supervision. Cette étude a été soutenue par la subvention du CER (Horizon 2020), la Fondation Zuckerman et l'Autorité Israélienne de l'Innovation.
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