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Utilisation des faisceaux d’ions de la plate-forme AIFIRA

La plate-forme AIFIRA (Applications Interdisciplinaires de Faisceaux d’Ions en Région Aquitaine), permet de mener des travaux en :
- Biologie et environnement
- Énergie nucléaire du futur
- Radioprotection
- Nouveaux matériaux et microélectronique
- Patrimoine culturel
- Nanotechnologies

Secteurs d’activité

  • Aéronautique, Aérospatial
  • Biotechnoloiges
  • Electricité
  • Electronique, Microélectronique
  • Energie
  • Environnement, Ecologie, Ecosystèmes, Risques naturels
  • Instrumentation, Mesures, Détection, Contrôle
  • Matériaux
  • Nanotechnolgoies
  • Santé publique

Applications spécifiques

- Microélectronique : aide au développement des circuits embarqués avec induction locale au niveau du circuit intégré
- Biologie cellulaire et environnementale : analyse et cartographie chimique à une échelle largement subcellulaire qui permet de suivre des composés exogènes comme des nanoparticules dans la cellule
- Nanotechnologie : technique de micro et nano-lithographie qui permet une gravure directe sur polymère et maintenant sur silicium (développement des réseaux et microfibres pour les télécommunications, laboratoire sur puce pour la nanobiologie, réseaux de canaux pour la micro-fluidique...).

Types de travaux

  • Conseil et expertise technique ou scientifique
  • Assistance à la réalisation d’expériences critiques
  • Conception, réalisation de mesure, de contrôle, d’essai et de calibrage
  • Mise au point de procédés ou mise au point de méthodologies

Actions réalisables

- L’environnement : effet des nanoparticules, bio-accumulation et effets cancérigène des métaux, contrôle et impact de la pollution urbaine,
- Radioproctection : impact des rayonnements ionisants à faible dose sur les cellules vivantes,
- Nucléaire : incinération et transmutation des déchets, recherche amont sur de nouveaux combustibles,
- Matériaux : caractérisation de nouveaux matériaux pour les prothèses, dosages et répartition spatiale d’éléments légers dans des matériaux ultra-durs et en couches minces, analyse de matériaux archéologiques et culturels

Atouts

- Techniques :

Les différents domaines pourront être abordés auprès de cinq lignes de faisceaux :

  • Ligne nanofaisceau : irradiation à l’échelle de 50 à 300 nanomètres,
  • Ligne macrofaisceau : irradiation à l’échelle du micromètre,
  • Ligne de neutrons rapides monoénergétiques,
  • Ligne de faisceau extrait à l’air : au lieu de placer l’échantillon à étudier dans une enceinte sous vide, on pourra le laisser à l’air libre pendant l’analyse,
  • Ligne automatisée en macrofaisceau

- Scientifiques :

  • Irradiation de cellules vivantes en contrôle total de dose ion par ion et possibilité de cibler les organites cellulaires.
  • Utilisation de faisceaux de deutérium de résolution sub-micrométrique pour la mise en oeuvre d’analyse et imagerie par réactions nucléaires (dosage d’oxygène, d’hélium dans des matériaux).
  • Analayse et imagerie par tomographie à l’échelle d’une cellule individuelle pour la détection de métaux et d’espèces chimiques exogènes.
  • Irradiation et induction locale de charges dans des semi-conducteurs avec une résolution inférieure à 100 nm.
  • Microlithographie directe de structures avec fort facteur d’aspect (>100) ou de structures tridimensionnelles.

Equipements

Cette machine est la 4ème de ce type mise en service dans le monde et délivrera des faisceaux d’ions de basse énergie dont les caractéristiques en termes de stabilité vont permettre d’alimenter cinq lignes de faisceau dédiées à des thèmes de recherches pluri-disciplinaires, fondamentales et appliquées.

La possiblité d’utiliser des neutrons dans une vaste gamme en énergie ainsi que des faisceaux d’ions nanométriques font d’AIFIRA un outil unique en France.

Autres Partenaires

On peut citer le partenariat qui a été lancé avec Pierre Fabre, dans le domaine de la dermocosmétique pour lequel l’analyse chimique par nanofaisceau présente énormément d’intérêt afin de suivre la pénétration transcutanée de différents composés chimiques et de nanoparticules. Une thèse BDI-entreprise vient d’être mise en place dans ce cadre. La ligne a permis également de développer les relations interdisciplinaires et inter-laboratoires. La complémentarité des faisceaux d’ions et des lasers devrait constituerun point fort du campus bordelais. La plateforme AIFIRA est également répertoriée dans le programme cNano au titre des applicaitons à la caractérisation et à la nanostructuration de matéreiaux en développement sur la ligne nanofaisceau. En effet, en matière de nanotechnologies et avec quelques compléments d’équipement, la ligne va permettre la mise en place d’une technique de micro-lithographie par faisceaux d’ions qui permet d’obtenir des nanostructures en 3 dimensions à fort facteur d’aspect. Par ailleurs, des contrats de recherche avec d’autres partenaires industriels ou collectivités s’effectuent par le biais de la cellule de transfert ARCANE adossée au laboratoire.

Contact

M. Philippe MORETTO

CENBG - Interface Physique Biologie

Tél. +33 5 57 12 08 96

Fax. +33 5 57 12 08 01

email : Philippe Moretto