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Du microscope électronique à la microscopie à champ proche
/ UTLS - la suite
/ 06-07-2001
/ Canal-U - OAI Archive
KLEIN Jean
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A travers les siècles, l'homme a toujours cherché à observer le monde de l'infiniment petit qui l'entoure, le monde invisible à l'oeil nu. Pour cela, il invente la loupe (XVe siècle), puis le microscope optique (XVIIe siècle) pour observer des cellules sanguines ou des bactéries ..., mais il semble impossible d'observer les éléments ultimes dont est faite la matière : les atomes. Il faut attendre la découverte de la mécanique ondulatoire de Louis de Broglie(1923) pour que l'espoir renaisse. Les particules qui constituent la matière peuvent se comporter comme des ondes de longueur d'onde très petite : 0,1 nm (10-10 mètre), c'est-à-dire de la taille d'un atome. De cette dualité onde-corpuscule va naître le microscope électronique en 1933 (E.Ruska) - où l'éclairage par une source lumineuse utilisé dans le microscope optique est remplacé par une source d'électrons. L'observation d'atomes reste encore indirecte et s'appuie sur des phénomènes de diffraction. Les applications de la microscopie électronique sont nombreuses et le développement instrumental est aujourd'hui très sophistiqué que ce soit au niveau des appareillages ou au niveau du traitement informatique des données. Les domaines explorés sont très divers,la biologie moléculaire et cellulaire ,la cristallographie, la métallurgie, et les sciences des matériaux.La résolution des microscopes électroniques permet d'atteindre l'échelle atomique mais il faut noter un point fondamental,on n'observe pas le relief des surfaces observées mais une vue projetée.Les ondes associées aux électrons qui permettent l'obtention d'images sont des ondes progressives et l'on se trouve dans le cadre du champ lointoin.Cet inconvénient est entièrement levée dans le cas des microscopies en champ proche. En 1982, un nouveau type de microscope - le microscope à effet tunnel, est inventé par Gerd Binnig et Heinrich Rohrer, ouvrant un champ très vaste d'investigations scientifiques et des nouveaux horizons technologiques. Cette nouvelle technique utilisant une pointe très fine terminée par un atome permet l'observation directe et aisée d'atomes et de structures atomiques de surfaces conductrices dans une large variété d'environnements (air, eau, huile, vide). Depuis l'invention du microscope tunnel, d'autres microscopies à sonde locale ont été développées, et notamment le microscope à effet de force atomique (1986) qui permet d'imager non seulement des surfaces conductrices mais aussi des surfaces isolantes.Enfin une autre microscopie en champ proche optique donne des images pour lesquelles les critères de Rayleigh. En plus, les progrès les plus récents ont montré la possibilité de manipuler les atomes à l'aide de ces microscopes - ainsi les premières structures artificielles à l'échelle atomique ont été élaborées.Toutes ces techniques d'observation et d'élaboration de nanostructures ont données naissance à une nouvelle physique,la nanophysique et aussi à de nouvelles nanotechnologies qui préfigure l'aube d'une révolution "nano" industrielle. Au cours de cette exposé nous présenterons les différents types de microscopes électroniques et les résultats les plus spectaculaires obtenus dans le domaine des sciences puis les trois familles de microscopies en champ proche et les applications surlesquelles elles débouchent naturellement. Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, infiniment petit, longueur d'onde, microscope électronique, microscopie à force atomique, microscopie en champ proche, résolution d'image, sonde électronique, spectroscopie
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Les nano-objets individuels
/ UTLS - la suite
/ 13-12-2001
/ Canal-U - OAI Archive
JOACHIM Christian
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Les Molécules-machines C. Joachim, CEMES-CNRS, Toulouse A la fin du 19eme siècle, J.C. Maxwell rêvait déjà de machines de la taille d'une molécule avec son célèbre démon. Nous montrerons que de nos jours, nous pouvons manipuler les molécules une par une, échanger de l'information avec une seule et même molécule dûment identifiée et que la synthèse chimique a atteint une extraordinaire maîtrise de la forme et de la fonctionnalité à donner à cette molécule. Nous présenterons des molécules qui remplissent, chacune, le rôle de dispositifs que nous connaissons bien: interrupteurs ou transistors moléculaires pour l'électronique, roues et cliquets moléculaires pour la mécanique. Quelles soient manipulées dans le vide, sur une surface ou dans un liquide, nous pourrons bientôt synthétiser et contrôler des machines ultra-miniaturisée faite d'une seule molécule comme des nano-machines à calculer et des nano-robots moléculaires. Il nous faudra bien sur progresser dans la manière dont nous échangeons de l'information avec une seule molécule. Enfin, nous montrerons comment la demande technologique du siècle passé pour des machines miniatures a ouvert un nouveau champ à la science contemporaine avec la réalisation de nano-expériences en manipulant les atomes un par un et avec la conception de nano-appareils de mesure de la taille d'une molécule. Ref : La Recherche, n° de Novembre 2001 Pour La Science, n° de Décembre 2001 « Nanocomposants et Nanomachines » Volume Arago 26, OFTA 2001 Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, ingénierie moléculaire, microscope électronique, nanomatériaux, nanosciences, nanotechnologies, nanotube, science des matériaux
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Microscope à effet tunnel
/ Hervé COLOMBANI, Cité des Sciences et de l'Industrie, C.N.R.S Images
/ 01-01-2005
/ Canal-U - OAI Archive
GUYON Etienne, LIVROZET Maud
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Animation montrant le principe de fonctionnement du microscope à effet tunnelGénériqueConseiller scientifique: Etienne Guyon Conception: Maud Livrozet. Réalisateur: Hervé Colombani. Production: Cité des Sciences et de l'industrie / CNRS Images. Diffuseur: CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/ Mot(s) clés libre(s) : effet tunnel, microscope
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Images de sciences : décryptage
/ Hervé COLOMBANI, Cité des Sciences et de l'Industrie, C.N.R.S Images
/ 01-01-2005
/ Canal-U - OAI Archive
GUYON Etienne, COLOMBANI Hervé
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La Cité des sciences et le CNRS Images ont édité un DVD qui contient 21 séquences de 1 min 30 s, chaque séquence présentant une image scientifique, fixe ou animée en la décryptant : conditions d'obtention, sens de l'image, intérêt pour le chercheur. On présente ici une sélection de 5 ces séquences. Chambre à bulles, particules élémentaires : ce film aborde plusieurs techniques de détection et de visualisation des particules élémentaires. D'abord dans les chambres à bulles, puis, plus récemment, dans les chambres à fils. Il explique comment les physiciens interprètent ces images. Appareil photographique, caméra, mouvements de l'airCette image, réalisée par Etienne-Jules Marey est le témoin du travail approfondi qu'il a mené sur les mouvements de l'air et la photographie. Les machines qu'il a construites à cet effet ont été reconstituées à l'occasion d'une exposition à Paris, au musée d'Orsay en 2005. L'étude des mouvements des fluides se poursuit toujours dans les laboratoires à l'aide de la photographie et du film. Microscope optique, premier caryotype Aujourd'hui, cette image est connue, elle représente un caryotype humain. C'est en 1955 que pour la première fois, on a pu voir distinctement l'ensemble des 46 chromosomes d'un individu. Cette image est maintenant devenue courante dans le cadre des diagnostics prénataux, mais on peut se demander pourquoi et comment elle a été réalisée lors de sa découverte. Coronographe, soleil MasquéPour mieux voir ce qui se passe à la surface du soleil, le meilleur moyen est d'en cacher le centre ! C'est le rôle du coronographe. Les coronographes C2 et C3 LASCO du satellite SOHO nous permettent d'étudier ces éruptions solaires. Ce film explique comment ces images ont été obtenues et comment les interpréter. IRM structurelle, le cerveau Cette image obtenue par Résonance magnétique est une image du cerveau humain. Cette technique permet de voir les structures du cerveau en volume. Ce film est un décryptage rapide de cette image. Comment l'obtient-on, et que peut-elle nous apprendre ?GénériqueRéalisateur : COLOMBANI Hervé. Conseiller scientifique : GUYON Etienne. Production : Cité des sciences et de l'industrie/CNRS Images. Diffuseur : CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/ Mot(s) clés libre(s) : chambre à bulles, chambre à fils, coronographie, détecteur de particules, imagerie, IRM, microscope optique, mouvements de l'air, photographie
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Au bout du tunnel, les atomes (2004)
/ Didier BOCLET, Claude (CNRS Images) DELHAYE, Christophe (CNRS Image) GOMBERT, C.N.R.S Images
/ 01-01-2004
/ Canal-U - OAI Archive
GRANDIDIER Bruno
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Bruno Grandidier, chercheur à l'IEMN (Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologies) de Lille, présente le principe de fonctionnement et les utilisations du microscope à effet tunnel. L'effet tunnel est un phénomène quantique qui permet aux électrons de traverser une barrière de potentiel sans pertes d'énergie. On obtient ainsi un courant entre une pointe et une surface conductrice et les variations de ce courant donnent une image de la topologie de la surface. Le microscope est utilisé à l'air libre pour étudier la surface d'un échantillon de graphite. Pour d'autres matériaux qui s'oxydent à l'air, comme le silicium, les chercheurs utilisent un microscope plus sophistiqué opérant sous ultra-vide. Si l'on veut de plus observer de façon précise les arrangements atomiques des dimères de silicium, il faut réduire les oscillations des atomes en opérant à très basse température (77 ° K). Le microscope à effet tunnel permet également de manipuler et de construire des nano-objets, comme des molécules organiques que l'on dépose sur des substrats de silicium.GénériqueAuteur scientifique : GRANDIDIER Bruno (IEMN, UMR CNRS, Lille) Réalisateurs : BOCLET Didier, DELHAYE Claude et GOMBERT Christophe (CNRS Images, UPS CNRS, Meudon) Production : CNRS Images Diffuseur : CNRS Images, http://videotheque.cnrs.fr/ Mot(s) clés libre(s) : Electronique, microélectronique, microscope à effet tunnel
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IPM 2005 : Microscopie virtuelle en hématologie - intérêt des images "grand champ"
/ 02-12-2005
/ Canal-U - OAI Archive
GOASGUEN Jean
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Présentation de la microscopie virtuelle en Hématologie - intérêt des images "grand champ". Il est possible, à partir d'une sélection d'images, de les réassocier pour en faire une image mosaïque. Néanmoins, les problèmes de mise au point, différente d'une image à l'autre, provoque une perte de qualité d'image. Pour remédier à cela, on est obligé de compléter le travail des automates de réassociation par des manipulations "manuelles" dans un logiciel de retouche photo.
Origine
IPM 2005. Internet et Pédagogie Médicale, 6è Congrès international. Rennes : décembre 2005
Générique
Auteur : GOASGUEN J. Réalisation : CERIMES - SPI-EAO SCD Médecine Nancy Mot(s) clés libre(s) : hématologie, IPM 2005, microscopie virtuelle
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Les capteurs acoustiques : des montres à quartz aux biocapteurs
/ Département de Physique, ENS Lyon CultureSciences-Physique, Catherine Simand
/ 08-11-2006
/ Unisciel
Friedt Jean-Michel
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Les capteurs acoustiques : des montres à quartz aux biocapteurs,
une conférence de Jean-Michel Friedt. Présentation des propriétés physiques du quartz,
en particulier les faibles pertes acoustiques ; principe de fonctionnement d'un diapason à quartz ;
résonateurs haute fréquence ; ondes acoustiques de surface et application. Mot(s) clés libre(s) : capteur, montre à quartz, quartz, piézoélectricité, diapason, microscopie à sonde locale, onde de surface, biocapteur, acoustique, facteur de qualité, profilomètre
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Acoustique et renversement du temps
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 15-12-2000
/ Canal-U - OAI Archive
FINK Mathias
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Pas de résumé disponible Mot(s) clés libre(s) : acoustique, longueur d'onde, physique microscopique, piézoélectricité, propagation des ondes, renversement du temps, réverbération sonore, réversibilité
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Diatomées et papillons. Microscopie artistique au 19e siècle (1999)
/ Alain R. DEVEZ, C.N.R.S Images
/ 03-01-1999
/ Canal-U - OAI Archive
DEVEZ Alain R., COINEAU Yves
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Au cours du 19e siècle, l'évolution technique des microscopes a ouvert les portes d'un monde nouveau non seulement aux scientifiques mais aussi aux amateurs. Un véritable engouement pour la microscopie s'est développé en Angleterre mais aussi en France où des salons réunissaient parfois plus d'un millier de personnes qui venaient admirer les découvertes et les prouesses des préparateurs en microscopie. Certains d'entre eux, comme Harold Dalton, ont même réalisé de véritables peintures à l'échelle microscopique en utilisant des microorganismes (diatomées et radiolaires) et des écailles d'ailes de papillons. Le film convie à la découverte de ces petits chefs d'oeuvre insolites. Une démonstration des techniques utilisées permet de comprendre les principales étapes de la réalisation de ces compositions artistiques formées de la juxtaposition d'éléments microscopiques sur des surfaces qui ne dépassent pas 2 mm². Aujourd'hui, les outils ont progressé mais la démarche reste la même lorsque les physiciens écrivent et dessinent à l'échelle de l'atome à l'aide du microscope à effet tunnel.GénériqueAuteur - Réalisateur : DEVEZ Alain R. (Ecotrop, UMR CNRS, Brunoy) Auteurs scientifiques : COINEAU Yves (MNHN, Paris) et GIRODET Pierre Production : CNRS AV Mot(s) clés libre(s) : art (19e siècle), art et sciences, composition (art), diatomées, harold dalton, microscopie, microscopie artistique, peintures microscopiques
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Microscopie électronique
/ Université Lille 1-USTL, Science en Cours
/ 01-01-1990
/ Canal-U - OAI Archive
DESCAMPS Michel, FABRE Marie-Chantal, LASSALLE Bernard, MARCEL Roger
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Principe de fonctionnement du microscope électronique à transmission. Méthode de préparation des coupes ultrafines. Observation. Techniques de contraste, cryofracture. Microscope électronique à balayage ; principe et mise en Suvre. Les principes sont expliqués grâce à des schémas animés.GénériqueAuteurs, réalisateurs : Michel Descamps, Marie-Chantal Fabre, Bernard Lassalle et Roger Marcel Producteur : SABCA (Service Audiovisuel de Biologie Cellulaire et Animale) - Université de Lille 1 © 1990 Mot(s) clés libre(s) : bobine d'objectif, canon à électron, condenseur, coupe fine, lentille de projection, MEB, MET, microscope à balayage, microscope à transmission, microscopie électronique, structure cellulaire
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