Nanotechnologie
Borophène. Comme le graphène, mais en mieux.
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Graphène fait de bore
Les sciences des matériaux continuent de faire de nouvelles découvertes, parmi lesquelles les matériaux 2D. Ce sont des matériaux organisés en une fine couche d’un seul atome, d’où leur surnom. Le premier était graphène monocouche, produit avec certitude seulement en 2004, même si l'idée et la théorie à ce sujet étaient beaucoup plus anciennes et qui ont valu à ses découvreurs de remporter le prix Nobel de physique en 2010.
Le borophène, un autre matériau 2D, est encore plus récent, n'ayant été découvert qu'en 2015. Il est composé d'atomes de bore au lieu des atomes de carbone utilisés dans le graphène. Il est encore plus conducteur, plus fin, plus léger, plus résistant et plus flexible que le graphène, bien que le graphène soit souvent décrit comme un matériau miracle.
Source: Nature
Du fait de sa nouveauté, nous en savons encore peu sur ses propriétés réelles et son potentiel. C'est un matériau encore plus complexe que le graphène, offrant de nombreuses configurations moléculaires possibles tout en conservant ses propriétés 2D. Les structures moléculaires du borophène peuvent accueillir d'autres types d'atomes, ce qui multiplie encore les configurations potentielles.
Source: Frontières de la physique
Et le potentiel du borophène ne cesse de croître, alors que des chercheurs de Penn State ont découvert comment améliorer le borophène et ont également étudié comment il interagit avec les cellules vivantes.
Nouveau borophène chiral
Dans une publication scientifique intitulée «Induction chirale dans les nanoplaquettes de borophène 2D par conjugaison stéréosélective bore-soufreLes chercheurs de Penn State se sont concentrés sur une caractéristique unique du borophène parmi les matériaux 2D : sa potentielle « chiralité ». La chiralité est un terme chimique qui signifie que les molécules présentent une symétrie gauche/droite. La chiralité est une caractéristique importante des molécules organiques, par exemple les acides aminés qui sont les éléments constitutifs des protéines.
Source: UC Santa Barbara
C'est grâce à l'interaction avec des acides aminés chiraux comme la cystéine au cours du processus de production que les chercheurs ont réussi à conférer une chiralité au borophène, une première mondiale pour les matériaux 2D.
Dans les molécules, la chiralité peut faire exister des unités biologiques ou chimiques en deux versions qui ne peuvent pas être parfaitement assorties, comme dans une moufle gauche et droite. Elles peuvent se refléter avec précision, mais une moufle gauche ne s’adaptera jamais aussi bien à la main droite qu’à la main gauche.
Pr. Poêle Dipanjan
Utiliser la chiralité dans les soins de santé
Les chercheurs ont synthétisé des plaquettes de borophène, de la même manière que des fragments de borophène pénètrent dans la circulation sanguine. Ils ont découvert que les propriétés chirales des différentes versions de borophène interagissaient différemment avec les membranes cellulaires et pénétraient différemment dans les cellules.
Cela ouvre la voie à la conception de structures de borophène personnalisées pour des applications telles que « le développement d’une imagerie médicale à plus haute résolution avec un contraste qui pourrait suivre avec précision les interactions cellulaires ou une meilleure administration de médicaments avec des interactions matériau-cellule localisées ».
Une meilleure compréhension de la manière dont la structure du borophène interagit avec les cellules vivantes contribuera également à clarifier son profil de sécurité.
Cela pourrait également conduire à des dispositifs médicaux implantables plus sûrs et plus efficaces, exploitant les propriétés uniques du borophène. Non seulement c'est un matériau très léger et résistant, mais le borophène permet également un contrôle magnétique et électronique efficace.
Ainsi, le borophène pourrait également être utilisé pour développer des biocapteurs ou des systèmes biomécaniques.
Autres applications du borophène
Tout comme le graphène, le borophène est un matériau prometteur pour de nombreuses applications de haute technologie. Parmi eux figurent :
- Photonics informatique : notamment, Le borophène pourrait être utilisé dans le laser pour des applications photoniques.
- Catalyse, en particulier pour les interactions impliquant Hydrogénation et oxygène. Il pourrait également être utilisé pour stocker l’hydrogène plus efficacement.
- Détecteurs, surtout pour les gaz, mais aussi comme mentionné la bio-imagerie comme imagerie de fluorescence, imagerie photothermique et imagerie photoacoustique.
- Piles et batteries, y compris pour la fabrication anodes en borophène.
- Énergie avancée, dont des ultra-condensateurs et supraconducteurs.
Ces applications pourraient potentiellement bénéficier du borophène chiral, et le nouveau matériau devra être testé pour chacune séparément.
Entreprises potentielles de borophène
En tant que matériau découvert il y a moins de dix ans, le borophène est encore assez loin de la fabrication de masse et principalement confiné aux laboratoires de sciences des matériaux (et bientôt de biologie ?).
Cependant, la manière dont le borophène a été synthétisé pour la première fois en 2015, une méthode appelée « dépôt chimique en phase vapeur » ou CVD, n’est pas une nouvelle technologie. Il est couramment utilisé dans l’industrie des semi-conducteurs pour produire des circuits intégrés et des systèmes photovoltaïques (panneaux solaires).
Le CVD est utilisé pour créer des couches ultra-fines de silicium, de tungstène, de graphène et même de diamants synthétiques. Ainsi, toute entreprise déjà leader dans le domaine des équipements CVD pourrait devenir l’un des principaux bénéficiaires de la gamme croissante d’applications du graphène et désormais du borophène.
CVD fait partie des outils utilisés par de nombreuses sociétés de semi-conducteurs que nous avons répertoriées dans «Top 10 des stocks d’équipements de semi-conducteurs pour le support à la fabrication». Mais certaines entreprises sont plus étroitement liées à la technologie CVD que d’autres, actives dans différentes parties du processus de fabrication des semi-conducteurs.
1. Veeco
(VECO )
Veeco est un fournisseur majeur d'équipements pour l'industrie de fabrication de semi-conducteurs depuis sa création en 1945. Ses machines sont utilisées dans la production de puces EUV avancées, d'antennes 5G, de disques durs, de LIDAR, de LED, d'électronique de puissance pour véhicules électriques, etc.
Source: Veeco
L'objectif technologique principal de l'entreprise est le même procédé CVD utilisé pour la production de borophène, ou plus précisément MOCVD (dépôt chimique en phase vapeur métal-organique).
Source: Veeco
En tant que leader dans ce segment de niche de l'industrie des semi-conducteurs, Veeco pourrait être un bon candidat pour parier sur l'essor d'un plus grand nombre d'applications CVD découlant de l'utilisation croissante du graphène, du tungstène et du borophène, à mesure que nous nous améliorons progressivement dans la manipulation de la matière. niveau atomique.
Il bénéficiera également probablement des tendances massives de la numérisation, de l’IA et de l’électrification.
2. Ulvac (6728.T)
La société japonaise Ulvac est spécialisée dans la technologie du vide, notamment utilisée dans Applications CVD et semi-conducteurs. Cela en fait un équipementier incontournable pour les producteurs de puces, de LED, de photovoltaïque, de batteries, etc.
Source : Ulvac
La société est également active sur d'autres marchés, notamment les FPD (Flat Panel Display) comme les écrans et les téléviseurs. Elle produit également des pièces en métaux de haute performance comme le titane, le tantale, le zirconium, le niobium, etc.., ainsi que des équipements industriels pour une très large gamme d'applications (pièces de moteurs à combustion interne, matériaux magnétiques, lyophilisation ou purification de produits pharmaceutiques, séchage sous vide d'aliments).
Source: Ulvac T3 2024
La technologie Ulvac est cruciale pour le processus CVD, et ses ventes bénéficieront probablement de nouvelles applications et de la demande croissante de matériaux avancés nécessitant le vide, comme les batteries, les puces, les panneaux solaires, les aimants, les LED, les écrans, les produits pharmaceutiques avancés, etc.
Cependant, grâce à la gamme d'applications potentielles plus large, elle est moins dépendante de l'activité de l'industrie des semi-conducteurs que les sociétés purement CVD comme Veeco.
Compte tenu du caractère cyclique de l'activité commerciale des fournisseurs d'équipements de fabrication de semi-conducteurs, cela fait d'Ulvac un investissement probablement moins volatil. Elle devrait également être moins exposée au risque de guerre commerciale entre les États-Unis et la Chine dans le secteur des semi-conducteurs.
