Nouveau concept de capteurs fluorescents hautement sensibles pour la détection d'ultra-traces – UltraFLU

La détection de substances chimiques présentes à l'état d'ultra-traces est une préoccupation majeure pour nos sociétés. Il s'agit en effet d'assurer la protection du citoyen face à des menaces terroristes, de préserver la sécurité du travailleur exposé à des substances dangereuses et de surveiller la qualité de l'environnement. Cela requiert la mise au point de capteurs capables de détecter des analytes à des concentrations biens inférieures au ppm. Parmi les différents systèmes qui ont été développés, ceux basés sur l'utilisation de matériaux fluorescents sont les plus sensibles. L'accent a été mis ces dernières années sur la mise au point de polymères p-conjugués capables d'amplifier le signal de transduction. Cependant des améliorations significatives de la sensibilité de ces capteurs sont encore nécessaires pour atteindre les performances exigées pour la détection d'ultra-traces. Une première étape a été franchie par le MIT en démontrant qu'il était possible d'augmenter la sensibilité d'un capteur par un facteur 30 en excitant dans un régime d'émission amplifiée un polymère fluorescent déposé sur un réseau de Bragg. En combinant les propriétés optiques uniques du ZnO avec la possibilité d'en faire des nanofils ordonnés ou non, nous proposons de gagner un ordre de grandeur dans la sensibilité par rapport à l'état de l'art en optimisant l'adsorption du polluant (augmentation de la surface spécifique), l'excitation de fluorescence (absorption du substrat) et l'émission (effet laser, effet laser aléatoire). Différentes voies seront explorées pour obtenir les nanofils (MOCVD, gravure, croissance catalysée par des nanoparticules d'or). La modélisation du comportement optique du système permettra d'optimiser l'architecture du composant hybride.