Des défauts minuscules rapidement détectés
Trouver les plus petits défauts de matériaux fait partie du quotidien de nombreuses industries. Cependant, les méthodes de contr?le actuelles sont soit destructives, soit longues. Le groupe Optical Nanomaterial du professeur Rachel Grange a mis au point un microscope qui permet un contr?le rapide de la qualité.
Le Dr Maria Timofeeva explique les avantages de la nouvelle technologie appelée PolarNon et comment elle compte la commercialiser.
Comment vous est venue l'idée d'un nouveau microscope ?
Dans notre laboratoire, nous étudions la structure cristalline des matériaux. Pour ce faire, nous utilisons un procédé optique bien établi dans le monde scientifique, appelé doublage de fréquence ou Second Harmonic Generation (SHG). Pour ce faire, un échantillon de matériau est irradié par une lumière laser d'une certaine fréquence. Les fissures ou les modifications de la surface diffusent la lumière et produisent une lumière dont la fréquence est doublée. Ce phénomène est connu depuis longtemps, mais il a surtout été utilisé jusqu'à présent pour des échantillons biologiques. Il existe déjà sur le marché des microscopes SHG pour de telles applications biologiques.
![Graphique représenté avec un laser infrarouge et un signal SHG](/de/wirtschaft/industry/news/data/2019/11/winzige-defekte-schnell-erkannt/_jcr_content/news_content/fullwidthimage/image.imageformat.930.1715069511.jpg)
Quel est l'inconvénient de ces microscopes existants ?
Ils sont grands, chers et peu flexibles. Notre microscope peut mesurer dans différents modes (réflexion ou transmission) et utiliser l'effet de la polarisation. En modifiant la polarisation, nous pouvons examiner la structure spécifique du matériau en haute résolution. De plus, l'acquisition des images se fait avec une caméra et non pixel par pixel. Nous n'avons donc pas besoin de scanner les échantillons comme avec les microscopes traditionnels, ce qui nous permet d'être très rapides. C'est pourquoi nous appelons notre technologie PolarNon - Polarization Non-scanning Microscope.
Où voyez-vous des applications potentielles ?
Nous pouvons détecter les plus petits signes de défauts de matériaux, comme les fissures, la fatigue ou la corrosion, qui ne sont pas visibles à l'?il nu. Une application possible est le contr?le de qualité des puces et des composants électroniques. Jusqu'à présent, dans l'industrie des semi-conducteurs, des contr?les destructifs sont effectués à cet effet sur quelques échantillons seulement. Gr?ce à notre technologie, le contr?le qualité pourrait être intégré dans la cha?ne de production et chaque produit pourrait être contr?lé de manière non destructive en peu de temps.
L'industrie aérospatiale est un autre domaine d'application. Nous pouvons étudier la fatigue et la corrosion dans les métaux sur de petits échantillons et également aider à modéliser les propriétés des matériaux à grande échelle.
Les ingénieurs civils s'intéressent également à notre technologie. Nous avons par exemple commencé à examiner certains échantillons de matériaux de construction pour détecter la corrosion.
L'industrie horlogère pourrait également être un client potentiel, car notre technologie permet un contr?le de qualité rapide.
Comment comptez-vous mettre cette technologie sur le marché ?
Notre prototype est prêt et fonctionne. Nous collaborons actuellement avec plusieurs entreprises et effectuons des tests avec différents matériaux afin de développer un portefeuille d'applications industrielles. Nous souhaitons attirer d'autres partenaires industriels - par exemple des entreprises qui fournissent des échantillons pour nos tests, mais aussi des fabricants de lasers qui sont intéressés par le développement conjoint d'un produit microscopique.
![Prototype de microscope](/de/wirtschaft/industry/news/data/2019/11/winzige-defekte-schnell-erkannt/_jcr_content/news_content/fullwidthimage_1199454525/image.imageformat.930.304888055.jpg)
La prochaine étape est le développement d'une version industrielle du microscope. Pour l'instant, le prototype ressemble encore à une structure optique. Nous allons le rendre plus compact et supprimer toutes les pièces que nous utilisons actuellement à des fins de recherche.
Nous pouvons imaginer différents modèles commerciaux. Avec notre technologie, on pourrait proposer des mesures en tant que service, vendre le matériel ou simplement le logiciel. La particularité du logiciel que nous avons développé est qu'il permet un processus de contr?le automatisé et qu'il peut également être utilisé pour des microscopes traditionnels.
Nous sommes ouverts aux idées et aux apports de l'industrie et discutons volontiers avec les entreprises intéressées.
![Dr. Maria Timofeeva](/de/wirtschaft/industry/news/data/2019/11/winzige-defekte-schnell-erkannt/_jcr_content/news_content/textimage_502764787/image.imageformat.textdouble.1184531156.jpg)
Dr. Maria Timofeeva
Groupe de nanomatériaux optiques de l'ETH
Contact / Liens :
Prof. Rachel Grange, Dr. Maria Timofeeva, Groupe de nanomatériaux optiques de l'ETH
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