Les bactéries vont-elles révolutionner le monde de l’optique ?

Posté le 1 octobre 2019
par Arnaud Moign dans Chimie et Biotech

Depuis plusieurs années, les attaques au pointeur laser se multiplient contre les caméras de surveillance, les drones et les avions de ligne. Une équipe internationale de chercheurs propose d’utiliser les propriétés optiques de nano tiges de tellure biosynthétiques pour protéger les appareils électroniques.

Outre les problèmes de sécurité oculaire qui touchent les pilotes de ligne, les capteurs optroniques peuvent également être perturbés et détériorés par les sources laser. Pour atténuer la puissance des lasers, il existe une méthode : la limitation optique. Cette méthode nécessite l’utilisation de matériaux connus pour leurs propriétés optiques non linéaires tels que le graphène, les nanotubes de carbone ou encore le C60-fullerène. Cependant, les études récentes montrent que le tellure sous sa forme élémentaire semble également posséder des propriétés optiques non linéaires intéressantes. L’Équipe de chercheurs a donc voulu démontrer le potentiel de cet élément.

Un nanomatériau synthétisé par des bactéries

Le travail réalisé par cette équipe internationale de chercheurs est plutôt original. En effet, ils ont utilisé des nanoparticules de tellure synthétisées par une bactérie appelée Bacillus Selenitireducens. Pourquoi avoir recours à des procédés de synthèse chimique dangereux et coûteux quand on peut exploiter la nature ?

Ce type de bactéries a un mode de vie vraiment surprenant: à l’état naturel, elles respirent par la réduction d’oxyanions de sélénium, produisant ainsi des nanoparticules de Se(0). C’est donc en “nourrissant” les bactéries par du Te(IV) au lieu du Se(IV), que l’équipe de chercheurs a réussi à produire ces nano tiges de tellure.

Une non-linéarité optique supérieure à celle du graphène

Les mesures de la non-linéarité optique des nano tiges de tellure indiquent que ce matériau est un excellent absorbant saturable sur certaines longueurs d’onde, ce qui veut dire qu’il absorbe la lumière à basse intensité, mais devient transparent à forte intensité. La comparaison avec le graphène est intéressante : sa réponse est bien meilleure pour des longueurs d’onde de 2,5µm et 2,8µm, équivalente à 800 nm, mais inférieure à 1030 nm.

Des applications dans de nombreux domaines

Les travaux publiés dans le journal Nature Communications évoquent d’autres applications potentielles pour ce matériau. Il pourrait ainsi servir de commutateur optique pour les télécommunications, ce qui permettrait d’améliorer la vitesse et la capacité des communications par Internet.

Par ailleurs, les nano tiges de tellure d’origine biologique sont particulièrement efficaces dans l’infrarouge moyen. Ce domaine de longueurs d’onde est particulièrement intéressant pour l’usinage laser ainsi que le biomédical et pourrait même ouvrir la voie vers de nouveaux moyens de communication en espace libre.

Sources : http://www.uh.edu/news-events/stories/2019/september-2019/09052019-curran-tellurium-nanorods.php

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