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Scruter la matière grâce au verre noir

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Découvert au milieu des années 80 par des chercheurs du laboratoire Verres et céramiques de l'université de Rennes I, le verre noir est un matériau étonnant.

Au-delà de son utilisation pour les optiques de caméra à infrarouge, il permet désormais de détecter des cellules cancéreuses, d'analyser des taux de pollution ou d'assurer un contrôle de fabrication dans l'industrie agroalimentaire. Ces dernières applications n'ont été possibles qu'au moment où le laboratoire a maîtrisé la fabrication du verre noir sous forme de fibres optiques.

Ces fibres possèdent un domaine spectral qui s'étend entre 2 et 12 µm. Or, c'est précisément dans les limites de cette transparence que se trouvent les vibrations des composés organiques correspondant aux différentes liaisons du carbone. Toutes ces liaisons (carbone/hydrogène, carbone/oxygène...) vibrent à une certaine fréquence. On parle de signature des groupements chimiques.

Grâce à l'envoi d'un rayonnement infrarouge dans la fibre en contact optique avec un tissu biologique par exemple, il est possible de déceler ces fréquences de vibration de la matière et donc de mettre en évidence d'éventuelles anomalies.

Ainsi, en collaboration avec l'Inserm, le laboratoire de Rennes élabore un système de détection de certains cancers, notamment celui du foie.
" Dans une zone tumorale, se trouvent des substances dont la signature chimique diffère de celles d'une zone saine, explique Jean-Luc ADAM, directeur de recherche. Un détecteur va rendre compte du rayonnement infrarouge spécifique qui a été absorbé au point de contact de la fibre. "

Contrairement aux biopsies, ce système a l'avantage d'être non invasif et rapide. À terme, un tel appareil permettrait à un dermatologue de confirmer ou d'infirmer en quelques minutes et par simple contact la présence d'un mélanome.

Enfin, cette fibre de verre noir peut mesurer quelques mètres et ainsi permettre des analyses à distance. Il sera par exemple possible d'analyser des taux de pollution sur un site industriel sans avoir à effectuer de prélèvement. En immergeant la fibre dans une cuve à vin, par exemple, on pourra suivre le processus de fermentation du jus de raisin.

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