HORIZONS STIM : Un chercheur de Concordia pratique la mégascience à l’échelle nanométrique

Rafik Naccache est professeur adjoint de chimie et de biochimie à la Faculté des arts et des sciences de Concordia. Il dirige actuellement un groupe de chercheurs qui tente de découvrir la prochaine génération de nanomatériaux.

Ces substances chimiques sont conçues pour comporter des avantages comme une robustesse, une conductivité et une réactivité accrues. Les nanomatériaux ont le pouvoir de révolutionner un éventail de domaines, de la santé à l’énergie.

Et toutes ces recherches s’effectuent à une échelle 10 000 fois plus petite que le diamètre d’un cheveu humain!

« L’univers nanométrique ne cesse de me fasciner »

À quelles conclusions souhaitez-vous parvenir dans le cadre de votre recherche à Concordia? Et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?

Rafik Naccache : Mon groupe se concentre sur l’étude des propriétés fondamentales des matériaux à l’échelle nanométrique, où nous travaillons sur des nanomatériaux à base de carbone et de métaux nobles. Nous nous intéressons également à la manière de mettre à profit nos résultats afin de concevoir la prochaine génération de nanomatériaux.

Cela nous permettrait de mettre au point de nouvelles technologies et d’améliorer celles qui existent déjà.

Par exemple, en médecine, l’objectif primordial serait de concevoir un nanomatériau en mesure de récolter rapidement des données diagnostiques, de cibler une maladie ou une affection particulière et de remplir un rôle thérapeutique.

Pour ce faire, nous devons adopter une approche ascendante et étudier les propriétés des matériaux afin de comprendre leur chimie. Il va sans dire que la sécurité est pour nous essentielle et figure toujours au premier plan des questions auxquelles nous entendons répondre.

Nous espérons ainsi contribuer à l’avancement de la nanoscience dans le but de répondre à certains des besoins les plus pressants de la société et d’impacter positivement la vie des gens.

Quel est le rapport entre l’image ci-dessus et vos travaux à Concordia?

Rafik Naccache : Dans le cadre de nos travaux, nous cherchons notamment à comprendre comment nous pouvons concevoir des nanomatériaux et adapter leurs propriétés physiques et optiques à l’aide d’une démarche scientifique expérimentale consciencieuse et interactive.

Cette image montre des points de carbone (des nanoparticules luminescentes) dont l’émission optique va du bleu au rouge. Il est même possible de réaliser des nanomatériaux qui émettent une lumière infrarouge, non observable à l’œil nu!

Nous produisons en outre des matériaux capables de générer de la chaleur lorsqu’ils sont stimulés par la lumière ou de répondre à une fréquence radio. Ce niveau de contrôle est très important et s’avère souvent nécessaire dans le cas des technologies avancées.

Nous devons cependant garder à l’esprit que chaque domaine comporte son lot de défis et d’exigences. Le concept d’un nanomatériau universel n’a donc pas sa place. Nous devons plutôt continuer à mettre au point des nanomatériaux inédits que nous pouvons exploiter afin de répondre aux besoins actuels.

Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous êtes heurté dans vos travaux?

Rafik Naccache : Les recherches à l’échelle nanométrique sont parfois difficiles. Comme nous travaillons sur des matériaux que l’on ne peut voir à l’œil nu ou même avec un microscope optique classique, nous devons habituellement recourir à des approches plus sophistiquées. Lorsqu’on passe à l’univers nanométrique, les matériaux peuvent se comporter très différemment, et ce que l’on sait de la chimie « du gros » ne s’applique pas nécessairement! On doit généralement relever ces défis scientifiques à l’aide de multiples approches afin d’atteindre nos objectifs.

À quels domaines vos travaux pourraient-ils s’appliquer?

Rafik Naccache : Nos recherches pourraient avoir des applications dans de nombreux domaines, dont l’énergie, l’environnement, la santé et la sécurité de même que la médecine.

Par exemple, les photopiles permettent de capturer la lumière du soleil afin de générer de l’électricité. En ce qui a trait à l’environnement, nous pouvons utiliser ces particules pour piéger les contaminants et les métaux lourds dans les voies navigables.

Quant à la santé et à la sécurité, nous pourrions créer des capteurs à intégrer dans les emballages alimentaires afin de détecter le début de la détérioration ou la présence d’agents pathogènes. Enfin, en médecine, nous pourrions concevoir des sondes d’imagerie et des vecteurs d’administration de médicaments inédits plus puissants que ceux actuellement utilisés.

Qu’est-ce qui vous a donné l’idée d’étudier cette question et de vous intéresser à ce domaine?

Rafik Naccache : Je suis de nature curieuse et une carrière en recherche me semblait tout indiquée – particulièrement dans le domaine des nanomatériaux. L’univers nanométrique ne cesse de me fasciner. J’adore explorer, découvrir, apprendre et approfondir ma compréhension des choses. J’ai commencé à travailler dans le domaine nanométrique durant ma maîtrise en chimie et je ne l’ai jamais regretté.

Comment les étudiants que cette question intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche?

Rafik Naccache : Je leur recommanderais d’essayer de s’impliquer dans la recherche. Trouvez un chercheur qui travaille sur un sujet qui vous intéresse et posez votre candidature à un programme d’études supérieures, à un stage d’été ou simplement à un poste bénévole dans son laboratoire. L’idée est d’être directement exposé au domaine afin d’acquérir une expérience à la fois précieuse et tangible.

Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?

Rafik Naccache : Son milieu de recherche diversifié et dynamique! L’Université a beaucoup mis l’accent sur la recherche, à tel point qu’on peut pratiquer la mégascience même à l’échelle nanométrique.

Apprenez-en davantage sur le Département de chimie et de biochimie de Concordia.