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RÉSUMÉ
La nanofluidique est une miniaturisation ultime des laboratoires sur puces, et correspond au contrôle d'écoulements dans des dispositifs nanométriques. Cet article rappelle d'abord les points forts de la microfluidique, puis présente les spécificités des systèmes nanofluidiques. Leur développement est rendu possible par les progrès récents en nanofabrication, un aperçu est donné des méthodes de réalisation de nanocanaux : lithographie classique, nanostructuration par des voies alternatives, techniques de réplication. Sont ensuite exposés les phénomènes en jeu au sein de nanocanalisations, puis les premières applications avec des puces capables de réaliser des fonctions électroniques, ou de permettre la manipulation fine de biomolécules pour le diagnostic clinique. Enfin, sont données quelques perspectives qui démontrent le fort potentiel applicatif des systèmes nanofluidiques, dans des domaines aussi variés que la biologie, les nanotechnologies, ou l'optique.
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INTRODUCTION
Au cœur de l'essor de la microfluidique, les dispositifs nanofluidiques, repoussant les limites de la miniaturisation avec la manipulation de fluides à des échelles inférieures à une centaine de nanomètres, émergent. Ils constituent de bons systèmes modèles pour améliorer notre compréhension fondamentale (nano-hydrodynamique, confinement de biomolécules), mais sont aussi une source très prometteuse d'applications potentielles dans les domaines des nanotechnologies, de la chimie analytique, voire de l'optique.
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5. Conclusions et perspectives
Les nouvelles technologies de nano-usinage du silicium ont lancé le domaine de la nanofluidique, c'est-à-dire la manipulation de liquide dans des canalisations dont une dimension est inférieure à 100 nm. Cette réduction d'échelle s'accompagnant de changements profonds en termes de physico-chimie ou de physique, en témoignent les changements de configuration observés pour des macromolécules comme l'ADN (paragraphe 4.1.2) ou le rôle prépondérant des parois pour les effets électrocinétiques (paragraphe). Des diminutions en taille sont encore envisageables, comme l'a montré une étude établissant une procédé de fabrication de nanocanalisations de section carrée de 10 nm [50].
Cela ouvre ainsi la voie au développement de dispositifs pour contrôler des molécules de petites dimensions à l'intérieur de nanocanaux. Cette perspective scientifique n'est pas sans rappeler les structures nanofluidiques qui ont été sélectionnées par l'évolution : les membranes de nos cellules contiennent en effet des cavités nanofluidiques ultimes capables de stopper les ions en solution et de laisser passer les molécules d'eau. Ces nanocanaux, appelés aquaporines et dont la découverte par Peter Agre a été saluée par le prix Nobel de chimie 2003 [51], sont caractérisées par un étranglement de ~ 0,3 nm de diamètre, et jouent un rôle déterminant dans la régulation des échanges de liquide pour une cellule, ou pour le fonctionnement d'organes de filtration tels que le rein.
La nanofluidique est une science encore à ses débuts, et les perspectives applicatives déjà démontrées dans des domaines aussi divers que la biologie, l'optique ou la nanodétection...
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Conclusions et perspectives
BIBLIOGRAPHIE
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ANNEXES
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