AtoMic : Sonder l'échelle atomique par microscopie à Force Atomique (AFM) pour explorer l'infiniment petit et le nanomonde

AtoMic : Sonder l'échelle atomique par microscopie à Force Atomique (AFM) pour explorer l'infiniment petit et le nanomonde

Nous proposons d’initier les visiteurs aux techniques d’imagerie des surfaces nano-structurées via la microscopie à Force Atomique (AFM). Au-delà des surfaces nanostructurées, notre stand permettra de sensibiliser le grand public à l’infiniment petit, jusqu’à l’échelle atomique.

Le stand AtoMic sera centré autour d’une maquette à grande échelle, motorisée et interactive, d’un microscope à force atomique (AFM). L’objectif est d’expliquer le principe de fonctionnement de cet instrument de mesure (qui joue un rôle essentiel dans les sciences des matériaux et en biologie) et de montrer ses applications dans la recherche actuelle.

Le grand public n’étant pas forcément habitué au vocabulaire autour de l’infiniment petit et à la représentation physique des échelles impliquées, nous proposons dans la première partie du stand d’initier les visiteurs aux concepts « atomes, molécules, échelles nano- et micrométriques » qui seront ensuite utilisés pour expliquer les images AFM d’échantillons issues de la recherche scientifique. Cette introduction à l’infiniment petit se fera à l’aide de trois médias : un poster géant illustrant les différentes échelles, 2) des objets 3D agrandis des milliers de fois et posés sur des plots en libre-service et, 3) d’une table tactile interactive.

Lors de sa visite sur le stand, le visiteur pourra créer à l’aide de billes aimantées (~ 1000 billes de 5 mm de diamètre) une structure avec la topologie de surface de son choix. Cet échantillon sera ensuite placé sur le support prévu à cet effet dans la maquette AFM. Comme pour un véritable microscope AFM, le profil en 3D de l’échantillon sera sondé point par point à l’aide d’une pointe montée sur un bras de levier. Le déplacement vertical du bras lors du balayage de l’échantillon sera détecté par la réflexion d’un faisceau laser sur une photodiode sensible en position. Le profil sera enregistré point par point par l’ordinateur de pilotage de l’AFM. Le profil numérisé sera projeté sur un grand écran. Parallèlement, l’animateur présentera le fonctionnement de la maquette ainsi que des reproductions, en matière plastique (PLA ou ABS) fabriquées sur imprimante 3D, d’images obtenues avec le microscope AFM au CIMAP. Les visiteurs pourront ainsi voir à l’échelle atomique la répartition ordonnée des atomes lors de la croissance de matériaux en couches minces, les traces laissées par un impact d’ion du GANIL sur la surface d’un échantillon ou des détails d’un chromosome….

La visite du stand se termine par un jeu autour d’images AFM de détails d’objets du quotidien, difficiles à observer même avec un microscope optique.

Le public visé

De part ses différents ateliers, notre stand, qui se veut interactif, informatif et ludique s’adresse à tous les publics. Les enfants pourront s’amuser avec les billes magnétiques (et découvrir des phénomènes tels que la répulsion et l’attraction magnétiques, la notion de pôles magnétiques) qui serviront aux plus grands à façonner les surfaces étudiées sur place. Enfin, les personnes s’intéressant plus particulièrement aux sujets étudiés grâce à l’AFM pourront discuter plus amont avec les chercheurs présents sur le stand.