Nageurs Micro/nanorobotique

Chercheur : Gilgueng Hwang

Ingenieur : Laurent Couraud, Dominique Decanini

Thèsard : Alisier Paris

 

Fig. 1 Micronageur hélicoïdal pour la détection de force sur puce (à gauche) et microswimmer hélicoïdal multiple pour le piégeage par vortex sans contact (à droite).

 

Ce sujet de recherche se concentre sur le développement des nageurs micro / nanorobotiques pour leurs applications biologiques telles que la manipulation mécanique des cellules et la détection de force. Ce sujet de recherche a débuté en 2010 et a été soutenu par divers contrats de recherche, dont deux projets ANR (ANR NOMAD et NANOROBUST), le Labex Nano-Saclay, le C’NANO DIM Nano-K et JSPS. Les résultats ont été publiés dans 40 revues internationales et actes de conférences. Les améliorations technologiques ont été démontrées en remportant 5 fois sur 6 les participations aux défis internationaux de la microrobotique mobile depuis 2010. Des micronageur hélicoïdaux intégrés sur puce ont été développés [1]. Et le système a été appliqué pour mesurer la force mécanique (Fig. 1 à gauche) [2]. Leur contrôle de mouvement 3D à l'intérieur de microcanaux étroits sous rétroaction d'imagerie 2D a été obtenu en utilisant la trajectoire hélicoïdale auto-focalisée à flux induit dans un canal étroit [3]. Plus récemment, plusieurs micronageurs hélicoïdaux ont été développés pour améliorer leur rétroaction visuelle [4] et leur propulsion [5]. Une micromanipulation stable de piégeage par vortex sans contact basée sur plusieurs micronageurs hélicoïdaux a également été démontrée (Fig. 1 à droite) [6].

 

Références :

[1] A. Barbot, D. Decanini, G. Hwang, “On-chip Microfluidic Multimodal Swimmer toward 3D Navigation”, Nature Sci. Rep., 6, 19041, DOI: 10.1038/srep19041, 2016

[2] A. Barbot, D. Decanini, G. Hwang, “Helical Microrobot for Force Sensing Inside Microfluidic Chip”, Sensors and Actuators: A. Physical, 266, pp. 258-272, 2017, doi.org/10.1016/j.sna.2017.09.004

[3] A. Barbot, D. Decanini, G. Hwang, “The Rotation of Microrobot Simplifies 3D Control Inside Microchannels”, Nature Scientific Reports, 2018, doi:10.1038/s41598-017-18891-w

[4] G. Hwang, D. Decanini, L. Laetitia, A-M. Gosnet-Haghiri, “On-chip Multifunctional Fluorescent-Magnetic Janus Helical Microswimmers”, AIP Rev. Sci. Instrum., 87, pp. 036104, 2016, DOI: 10.1063/1.4943259

[5] P. Serrano, D. Decanini, L. Leroy, L. Couraud, G. Hwang, “Multiflagella Artificial Bacteria for Robust Microfluidic Propulsion and Multimodal Micromanipulation”, Elsevier Microelectronic Engineering, 2018

[6] A. Paris, D. Decanini, G. Hwang, “On-chip multimodal vortex trap micro-manipulator with multistage bi-helical micro-swimmer”, Sensors and Actuators: A. Physical, 2018

 

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