Les dispositifs micro-électro-mécaniques (MEMS) sont basés sur l'intégration de composants mécaniques et électriques à l'échelle micrométrique. Nous les utilisons tous en permanence dans notre vie quotidienne :par exemple, dans nos téléphones portables, il y a au moins une douzaine de MEMS qui régulent différentes activités allant de la surveillance du mouvement, de la position et de l'inclinaison du téléphone; filtres actifs pour les différentes bandes de transmission, et le microphone lui-même.

Encore plus intéressante est la miniaturisation extrême à l'échelle nanométrique de ces dispositifs (NEMS), car elle offre la possibilité de créer des capteurs inertiels, de masse et de force avec une sensibilité telle qu'ils peuvent interagir avec des molécules uniques.

Cependant, la diffusion des capteurs NEMS est encore limitée par le coût de fabrication élevé des technologies traditionnelles à base de silicium. A l'inverse, de nouvelles technologies comme l'impression 3D ont montré que des structures similaires pouvaient être créées à faible coût et avec des fonctionnalités intrinsèques intéressantes, mais à ce jour les performances en tant que capteurs de masse sont médiocres.

L'article "Reaching silicon-based NEMS performances with 3D printer nanomechanical resonators" publié dans Nature Communications montre comment il est possible d'obtenir des nanorésonateurs mécaniques à partir de l'impression 3D avec des facteurs de mérite tels que le facteur de qualité, la stabilité publiée, la sensibilité de masse et la résistance comparables à celles des résonateurs au silicium. La recherche est le résultat de la collaboration entre le Politecnico di Torino (Stefano Stassi et Carlo Ricciardi du Département des sciences appliquées et de la technologie; et Mauro Tortello et Fabrizio Pirri des groupes NAMES et MPNMT) et l'Université hébraïque de Jérusalem, avec le recherche d'Ido Cooperstein et Shlomo Magdassi.

Les différents nanodispositifs (membranes, porte-à-faux, ponts) ont été obtenus par polymérisation à deux photons sur de nouvelles compositions liquides, suivie d'un processus thermique qui élimine le contenu organique, laissant une structure céramique à haute rigidité et faible dissipation interne. Les échantillons ainsi obtenus sont ensuite caractérisés par vibrométrie laser Doppler.

"Les NEMS que nous avons fabriqués et caractérisés", explique Stefano Stassi, "ont des performances mécaniques en ligne avec les dispositifs en silicium actuels, mais ils sont obtenus grâce à un processus plus simple, plus rapide et plus polyvalent, grâce auquel il est également possible d'ajouter de nouveaux fonctionnalités physico-chimiques. Par exemple, le matériau utilisé dans l'article est le Nd:YAG, normalement utilisé comme source laser à l'état solide dans le domaine infrarouge."

"La capacité de fabriquer des dispositifs complexes et miniatures qui ont des performances similaires à celles du silicium", explique Shlomo Magdassi, "par un processus d'impression 3D simple et rapide, ouvre de nouveaux horizons dans le domaine de la fabrication additive et de la fabrication rapide". + Explorer plus loin

L'amplification la plus élevée dans les minuscules dispositifs à l'échelle nanométrique