Proposition de thèse 2016 - Institut des NanoSciences de Paris

Proposition de thèse 2016
Directeur de thèse
Nom : Jean-Louis Thomas et Régis Marchiano
Localisation : Université Pierre et Marie Curie
4 place Jussieu, 75005 Paris
Equipe : Institut des NanoSciences de Paris
Institut d'Alembert
Courriel : [email protected]
Téléphone : +33 (0)1 44 27 42 75
Page web : www.dalembert.upmc.fr, www.insp.upmc.fr
Sujet de thèse
Réalisation d'une pince acoustique pour la manipulation d'objets
micrométriques
Le but de la thèse est de réaliser une pince acoustique miniaturisée pour la manipulation sans contact d'objets micrométriques. Une pince acoustique utilise la pression de radiation pour sélectionner puis manipuler des objets dans les trois dimensions de l’espace. Les pinces optiques ont déjà fait leurs preuves pour la manipulation des objets petits ou fragiles dont la préhension avec contact reste très délicate, voire impossible. Bien qu'elles aient connu d'importantes applications, la forte chaleur déposée par le laser ou la photo­toxicité pour les objets biologiques restreint leur application à des situations où les forces sont très faibles (pN) et les objets sont micrométriques (<10 microns). Cependant, les pinces acoustiques exercent des forces 100000 fois plus importantes que les pinces optiques pour une intensité incidente comparable.
A gauche : schéma descriptif de la synthèse d'une onde de type vortex acoustique focalisé et la trajectoire d'un objet situé à proximité. A droite : photographie d'une bille dans la pince acoustique tandis sa voisine est restée sur le support.
Il existe d’autres types de pièges acoustiques mais ils souffrent de plusieurs limites. Tout d’abord ils sont restreints aux particules dont la taille est petite par rapport à la longueur d'onde utilisée. Ensuite, soit ils sont bi­dimensionnels, soit ils piègent les particules sur des réseaux de façon non sélective. Nous avons démontré la faisabilité d'une pince acoustique et son potentiel pour la sélection et la manipulation d'une bille de 400 µm en polystyrène immergée dans l'eau http://arxiv.org/abs/1411.1912 (accepté dans PRL), http://physics.aps.org/articles/v9/3
Financement envisagé pour la thèse : Financement obtenu du labex Matisse
Unité mixte de recherche 7588 – CNRS / Université Pierre et Marie Curie
Campus Jussieu – Tours 22 et 23 – Case courrier 840
4 place Jussieu – 75252 Paris Cedex 5 – France
Tél. : +33 (0)1 44 27 63 72 – Fax : +33 (0)1 44 27 46 09 – www.insp.upmc.fr