Un détecteur renifleur d’explosifs inspiré des antennes du Bombyx du Murier

Publié le par Olivier

Biomimétisme biomimétique 

Bombyx, biomimétisme

La détection efficace d’explosifs tels que le trinitrotoluène (TNT) constitue un défi difficile en matière de sécurité. Sa détection est rendu difficile par sa faible volatilité dans l’air. Pour les détecter à distance, il faut donc des capteurs extrêmement sensibles capables de détecter cette substance sous des concentrations infimes. Les sondes actuelles détectent des concentrations de l’ordre d’une molécule de TNT parmi un milliard de molécules d’air, performance qui n’est pas suffisante pour assurer la sécurité d’un aéroport, par exemple.


Nous connaissons, de nombreux animaux dont l’odorat est capable de faire beaucoup mieux. Parmi ceux-ci, le Bombyx du Murier, un papillon de nuit capable de réagir à la capture de seulement quelques molécules de phéromone. Ses antennes sont composées de brins d’une longueur proche du millimètre, sur lesquels sont placés un grand nombre de sensilles, de tout petit brin de taille micrométrique directement reliés aux neurones sensoriels. C’est cette structure qu’ont voulu imiter les chercheurs de l’Institut franco-allemand de recherches de Saint-Louis.

Le système qu’ils ont mis au point est constitué d’un micro-levier en silicium de 200 microns de long pour 30 de large, sur lequel sont greffés 500 000 nanotubes de dioxyde de titane. Ce dispositif est capable de détecter des concentrations de trinitrotoluène (TNT) de l'ordre de 800 molécules d'explosif parmi 1 million de milliard molécules d'air, améliorant ainsi d'un facteur mille le seuil de détection atteint jusqu'à présent.

Nano-structure-détecteur

Ce dispositif très prometteur demande encore à être amélioré avant d'obtenir un appareil facilement utilisable. L'une des prochaines étapes est de concevoir un dispositif capable de distinguer le type d'explosif absorbé. Ce concept innovant pourrait aussi servir à détecter des drogues, des agents toxiques ou d'infimes traces de polluants tels que les composés organiques volatils, devenus un problème sanitaire majeur.

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