Dès son enfance, Neil Sarkar était fasciné par ce que l’œil nu ne pouvait pas voir. Des projets d’expo-sciences primés à ses recherches doctorales et postdoctorales, il a toujours cherché des moyens de voir l’invisible – et de partager largement ces découvertes. Sa vision a pris vie grâce à la microscopie à force atomique (MFA) et à la fondation d’ICSPI Corp. alors qu’il était étudiant à l’Université de Waterloo. L’entreprise continue sa croissance grâce à un nouveau leadership et à des technologies et des produits révolutionnaires.

Microscopie à force atomique (MFA) 

La microscopie à force atomique (MFA) est un outil puissant utilisé en nanotechnologie et en science des matériaux pour examiner les surfaces aux niveaux atomique et moléculaire. Imaginez que vous avez une minuscule aiguille incroyablement pointue (sonde) à l’extrémité d’un porte-à-faux (cantilever) flexible. La sonde MFA, généralement fabriquée à partir de silicium ou d’un composé de silicium, n’est pas plus grande que quelques nanomètres. La petite taille lui permet d’interagir avec des atomes individuels sur une surface. Lorsque l’aiguille s’approche de la surface, des forces atomiques entre les atomes sur l’aiguille et les atomes à la surface entrent en jeu. Ces forces provoquent une légère flexion du porte-à-faux. Un faisceau laser est ensuite dirigé à l’arrière du porte-à-faux, et la déviation du faisceau laser est mesurée.

« Ce fut un voyage de 10 ans. CMC nous a soutenus tout au long du processus, du lancement initial de l’entreprise à la commercialisation et au service des clients internationaux. »

En analysant la déviation du faisceau laser, les chercheurs peuvent créer un portrait détaillé de la surface de l’échantillon à l’échelle atomique et subatomique, permettant aux chercheurs d’étudier la structure et les propriétés des matériaux avec une précision incroyable. La MFA est un outil essentiel pour la recherche et le contrôle de la qualité en science des matériaux (y compris les semi-conducteurs), en génie moléculaire, en physique, en biologie cellulaire, en sciences de la santé, et autres.

Défis à Surmonter  

La MFA est une technologie puissante, mais présente certains défis que Sarkar et ICSPI voulaient surmonter. Les instruments traditionnels de microscope à force atomique étaient difficiles à utiliser, en grande partie inchangés depuis leur invention dans les années 1980. Leur coût et leur complexité ont entravé l’adoption généralisée, en particulier pour les entreprises émergentes dans le domaine en plein essor des nanosciences. La solution : la technologie AFM-on-a-chip, développée sur une période de dix ans à l’Université de Waterloo.

Avancée majeure: Microscopes microscopiques 

L’ICSPI a intégré de nombreux composants de détection et de mouvement nécessaires pour qu’une MFA fonctionne sur une seule et minuscule puce MEMS. Ces « microscopes microscopiques », comme Sarkar et ses partenaires les appelaient, offrent les performances des MFA traditionnelles (de la taille d’un lave-vaisselle), mais à une fraction de leur taille et de leur coût. Cette percée a conduit au lancement en 2017 du système AFM nGauge de l’ICSPI – actuellement installé dans plus de 30 pays, pour des clients, y compris des universités de premier plan, des instituts de recherche et des entreprises, des startups aux entreprises Fortune 500.

Redux AFM 

La firme a récemment lancé la plate-forme MFA, le Redux. Propulsé par un système électronique plus avancé, le Redux dispose de la facilité du nGauge, mais avec une automatisation accrue, des temps de débit plus rapides et une plate-forme d’échantillon plus grande. « Notre objectif avec le Redux est de rendre la MFA aussi rapide et intuitif que la microscopie optique, afin que les scientifiques et les ingénieurs puissent se concentrer sur l’avancement des découvertes scientifiques et des progrès technologiques, au lieu de passer du temps à faire fonctionner leurs instruments », explique David Morris, directeur des opérations à l’ICSPI.

CMC est un partenaire de premier plan dès le début 

Lorsque les concepteurs et les ingénieurs de l’ICSPI ont entrepris de fabriquer une AFM-on-a-chip, ils se trouvaient en territoire inconnu. Ils se sont tournés vers CMC pour le support de conception, les outils de design et les services de fabrication. « CMC a été d’une grande aide pour nous, surtout au début », dit Morris. « Ils nous ont fourni l’expertise nécessaire pour perfectionner notre technologie et l’accès à la fabrication de notre tout premier AFM-on-a-chip dans les meilleures fonderies du monde. »

La relation entre CMC se poursuit après plus d’une décennie de croissance. « Ce fut un voyage de 10 ans. CMC nous a soutenus tout au long du processus, du lancement initial de l’entreprise à la commercialisation et au service des clients internationaux. »

Photo : Courtoisie ICSPI

mars 2024