Nanomatériaux avancés — Installations de recherche

 

Au Centre de recherche sur les technologies de sécurité et de rupture du CNRC — Nanocomposites, Matériaux de pointe pour fabrication additive et Nanomatériaux — offrent un large éventail de compétences, d'installations et de services pour des applications concrètes des nanomatériaux de pointe.

L'équipe spécialisée dans les nanocomposites excelle en matière de synthèse, de modification chimique et d'intégration des nanomatériaux, en particulier des nanotubes de carbone et des nanotubes de nitrure de bore. Cette équipe travaille également sur d'autres nanomatériaux à base de nanocarbones, de nanofibres biologiques ou d'autres nouveaux composants pour produire des composites multifonctionnels (nanocomposites, composites hiérarchiques), des tissus à base de nanocomposites, des matériaux sensibles et des revêtements utilisables notamment dans les secteurs des combustibles propres, de la défense et de l'aérospatiale.

Nos experts des matériaux de pointe et de la fabrication additive offrent une expertise scientifique et technique pour le développement de matériaux et de procédés axés sur l'impression 2D et 3D qui permettent de créer des objets et des interfaces dotées de fonctions intégrées.

L'équipe spécialisée dans les nanomatériaux, quant à elle, se concentre sur la mise au point de nanomatériaux inorganiques de haute qualité à base de carbone. Cela comprend entre autres les points quantiques à base de graphène et d'autres composés inorganiques semi-conducteurs, les nanotubes de carbone simple paroi semi-conducteurs de qualité électronique et l'électronique imprimée (transistors).

Nos nouvelles plateformes conviennent aux besoins d'un large éventail d'industries des domaines technologiques, tels que :

  • les nanotechnologies
  • la fabrication de matériaux électroniques et d'additifs

Nous disposons d'une expertise scientifique et technique en synthèse de nanomatériaux, en électronique imprimable (impression 2D 3D), en nanocomposites, capteurs électroniques, et en spectroscopie ultrarapide de pointe. De plus, nous avons des installations de prototypage uniques, auxquelles nos clients ont accès.

Nous travaillons avec d'importants collaborateurs de l'industrie et d'autres organismes de recherche pour :

  • accélérer la mise au point des technologies novatrices;
  • valider des technologies sur le plan de la robustesse et de la fabricabilité;
  • contribuer à réduire les risques et le temps requis pour transformer des innovations en produits;
  • collaborer avec des partenaires du domaine de la défense et de la sécurité en leur qualité d'adopteurs précoce de technologies de rupture;
  • se concentrer sur des initiatives à moyen et à long terme;
  • transformer les avancées scientifiques et techniques mondiales en technologies éprouvées dont l'industrie canadienne pourra exploiter.

Capacités et compétences — Services techniques et services de conseil

Nos chercheurs et nos techniciens possèdent l'expertise nécessaire au développement de nanomatériaux de pointe possédant les propriétés requises pour vos applications. Nous possédons une expérience étendue de divers systèmes de matériaux, notamment les matériaux bruts et les composites, les couches minces, les tissus, les encres et les revêtements présentant des performances « intelligentes », adaptatives ou multifonctionnelles. Nous offrons également une expertise scientifique et technique pour le développement de matériaux de pointe adaptés à vos besoins en matière d'impression 2D et 3D.

Nos spécialités

  • Mise au point d'encres moléculaires conductrices à base d'argent ou de cuivre pour l'impression fine et la fabrication de composants électroniques flexibles, étirables et moulés.
  • Mise au point de synthèses de produits organiques et de polymères utilisables pour la fabrication de nouveaux matériaux polymères destinés aux piles à combustible, aux diodes électroluminescentes, aux transistors organiques, aux dispositifs optiques non linéaires, aux cellules photovoltaïques organiques, aux capteurs et aux transistors à couches minces.
  • Mise au point de la synthèse et de la fabrication à l'échelle pilote de nanomatériaux à l'aide de techniques utilisant les plasmas
  • Conception de réacteurs et d'autres systèmes pour la production, l'isolement, la purification et l'assemblage de nanomatériaux
  • Amélioration de résines et de pâtes photosensibles à l'aide de matériaux fonctionnels pour procédés de photopolymérisation en cuve et l'impression 3D directe permettant la fabrication d'objets conducteurs de l'électricité et possédant des propriétés mécaniques et piézoélectriques avancées
  • Production de points quantiques inorganiques pour la fabrication de transistors, de systèmes photovoltaïques et de capteurs pour la bio imagerie et la photodétection dans le proche infrarouge
  • Fabrication de nanomatériaux carbonés, notamment de points quantiques à base de graphène pour la bio imagerie, et de nanotubes de carbone simple paroi pour la mise au point de composants électroniques de haute performance (dimensions critiques < 100 nm) et impression rouleau à rouleau de circuits destinés aux grands panneaux arrière des écrans et aux réseaux de capteurs (pression, gaz, liquide)
  • Définition des protocoles permettant d'imprimer à l'aide de matériaux de pointe, notamment dans le domaine de la sérigraphie et de l'impression par jet d'encre, ainsi que d'un certain nombre de techniques d'impression 3D (analyse stéréolithographique, traitement numérique de la lumière, impression tomographique et impression par extrusion)
  • Fabrication de dispositifs à couches minces à base de transistors par moulage par gravité, revêtement par pulvérisation, dépôt électrique ou impression par jet d'encre
  • Développement de procédés chimiques sur mesure pour l'intégration de nanomatériaux dans divers matériaux
  •  Modélisation de procédés sous plasma
  • Purification et dispersion de nanomatériaux
  •  Protocoles pour la manipulation sécuritaire des nanomatériaux
  • Amélioration des stratégies de fonctionnalisation pour faciliter les interactions interfaciales    
  • Mise au point et application de nouvelles méthodes de caractérisation des nanomatériaux
  • Définition des protocoles de durcissement thermique et de photodurcissement pour la fabrication des matériaux imprimés
  • Caractérisation des matériaux et des dispositifs
  • Mise en œuvre de méthodes de traitement économiques et extensibles pour l'intégration de nanotubes et d'autres nanomatériaux dans des matrices telles que des verres, des polymères et des céramiques dans le cadre de la production de matériaux composites nanoaméliorés
  • Optimisation de méthodes d'impression et de traitement pour la création d'objets et d'interfaces offrant des fonctionnalités intégrées
  • Production de composants électroniques moulés, impression de motifs fins et mise au point de formulations uniques pour l'impression 3D
  • Développement de semi conducteurs dépourvus de métaux lourds et de points quantiques carbonés. Nanotubes de carbone simple paroi de qualité électronique imprimables pour capteurs et circuits logiques

Performance et essais

Nous offrons une expertise technique éprouvée dans le domaine de la conception, de la formulation, de la fabrication et des essais des matériaux. Ces capacités étendues nous permettent de vous faire découvrir les propriétés chimiques et physiques de nanomatériaux de pointes entrant dans la composition de composites, de couches minces, de tissus, de revêtements, d'encres, de pâtes et de résines photosensibles. Nous possédons l'expertise et tous les outils nécessaires pour caractériser et tester les matériaux afin d'en connaître parfaitement les propriétés chimiques, électriques, mécaniques, structurelles et morphologiques.

Installations

L'équipe Nanomatériaux de pointe dispose d'une panoplie d'appareils pour la synthèse, le traitement et la caractérisation des matériaux et a accès à un laboratoire doté des équipements suivants :

Équipement pour la synthèse et le traitement

  • Boîtes à gants
  • Ultracentrifugeuses
  • Systèmes d'ultrasonication gros volume
  • Émulsifiants
  • Mélangeurs planétaires
  • Réacteur pilote à double enveloppe
  • Système de distillation fractionnelle
  • Microtome
  • Synthèse de nanotubes de carbone à l'aide d'un système de croissance par dépôt chimique en phase vapeur (SWCNT CVD)
  • Système de purification des solvants
  • Évaporateurs rotatifs
  • Lignes de Schlenk
  • Fours sous vide

Équipement de fabrication

  • Presse de feuille à cylindres
  • Coucheuses à filière plate et coucheuses à lame
  • Formette dynamique
  • Système d'extrusion de filament
  • Instruments de filage électrostatique et de filage par fusion
  • Imprimantes 3D pour la stéréolithographie numérique
  • Imprimantes à extrusion
  • Imprimantes pour la sérigraphie et la flexographie
  • Réacteur à plasma
  • Traitement à l'ozone
  • Fours de refusion
  • Fours haute température (sous vide ou sous atmosphère inerte)
  • Presse à chaud Carver
  • Système de dépôt en couches minces à partir d'aérosols
  • Tournette de dépôt
  • Système de frittage photonique par impulsions lumineuses intenses
  • Imprimante à jet d'encre

Équipement de caractérisation

  • Diffractomètre de rayons X sur poudre
  • Spectrophotomètre (UV Vis NIR)
  • Spectrofluoromètre
  • Rhéomètres
  • Station d'essais électrochimiques
  • Microscope optique
  • Granulomètre optique
  • Appareil de mesure de la diffusion dynamique de la lumière et du potentiel zêta
  • Chromatographe à phase gazeuse
  • Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) en réflectance totale atténuée
  • Analyseur thermogravimétrique, calorimètre différentiel à balayage, spectromètre infrarouge à transformée de Fourier et spectromètre de masse couplés
  • Microscope électronique à balayage
  • Appareil de mesure de la résistance à la traction
  • Tensiomètre optique et goniomètre pour la mesure de l'angle de contact
  • Stations de sondes électriques
  • Stations d'essai automatisées avec capteurs de gaz
  • Station de caractérisation avec mélangeur et dilueur
  • Cartographie d'excitation de photoluminescence
  • Imagerie hyperspectrale par spectroscopie Raman et photoluminescence
  • Cartographie de l'excitation Raman
  • Électroluminescence
  • Analyseur d'adsorption dynamique de vapeur
  • Microspectromètre Raman

Infrastructure de laboratoire

  • ~40 hottes aspirantes et paillasses
  • 4 chambres hottes aspirantes
  • Chambres closes avec systèmes de filtration HEPA (manipulation et traitement de manière sécuritaire de nanoparticules artificielles)
  • Chambre close ventilée pour matériel de grande taille

Pourquoi collaborer avec nous

Nous collaborons avec des partenaires clés de l'industrie et d'autres organisations de recherche pour :

  • accélérer le développement de technologies innovatrices
  • démontrer la robustesse et la manufacturabilité de certaines technologies
  • contribuer à réduire les risques et les délais associés au passage de l'innovation au produit final
  • aider à l'adoption précoce de technologies de rupture dans les secteurs de la défense et de la sécurité
  • concentrer les efforts sur les initiatives à moyen et long termes
  • faire fructifier les avancées scientifiques et techniques en créant des technologies validées utilisables par les industriels canadiens
« Notre partenariat avec le CNRC nous permet d'avoir un accès privilégié à des chercheurs et à des installations de calibre international. Les équipes du CNRC figurent au centre de notre feuille de route de l'innovation. Notre partenariat stratégique avec le CNRC a permis à E2IP Technologies de devenir un leader mondial du secteur de l'électronique imprimée et de lancer sur le marché notre encre moléculaire (MINK) et nos plateformes de composants électroniques moulés (IME). C'est pour nous un privilège et une grande fierté de pouvoir travailler aux côtés des chercheurs passionnés du CNRC qui créent les nouvelles possibilités de développement qui propulseront E2IP et l'économie canadienne au cours des prochaines décennies. »
François Lequin, e2ip

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Contactez-nous

Roderick Paterson,
Conseiller en affaires
Courriel : Roderick.Paterson@nrc-cnrc.gc.ca

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