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Ondes sonores à haute fréquence : vers de nouvelles applications médicales et industrielles
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Une équipe australienne de chercheurs de l'Institut Royal de Technologie de Melbourne (RMIT University) a montré qu'il était possible d'utiliser les ondes à haute fréquence pour l’administration ciblée de médicaments et la synthèse de matériaux intelligents.
Voilà maintenant une dizaine d’années que l’équipe du professeur Leslie Yeo étudie les interactions entre les matériaux, les cellules et les ondes sonores de plus de 10 MHz. Pendant toutes ces années, ils ont observé des phénomènes étranges : ils commencent tout juste à les comprendre.
La propagation d’ultrasons (10 kHz à 3 MHz) dans un milieu liquide provoque l’implosion de bulles d’air appelées bulles de cavitation. De ce phénomène de cavitation localisé, il résulte une brusque montée de la température et de la pression. La sonochimie consiste à exploiter cette énergie pour induire des réactions chimiques.
Que se passe-t-il au-delà de cette gamme de fréquences ? La transmission d’ondes à haute fréquence dans divers matériaux et même des cellules vivantes a des effets pour le moins étranges. « Nous avons vu des molécules qui semblent s’orienter dans le cristal selon la direction des ondes sonores » affirme Leslie Yeo.
Contrairement à la cavitation, les ondes sonores à haute fréquence ne détruisent pas les molécules et les cellules, un avantage précieux qui les rend utilisables pour de nouvelles applications biomédicales, telles que l'administration de médicaments et de vaccins par inhalation, l'encapsulation de molécules dans des nanoparticules polymères, ou encore l'incorporation de molécules thérapeutiques dans des cellules.
Le nébulisateur ultrasonique à haute fréquence dont il est question ici est un dispositif breveté appelé « Respite ». En plus d’être économique, léger et portable, cet appareil est capable d’administrer de grosses molécules comme de l’ADN ou des anticorps. Le dispositif breveté “Respite” utilise des ondes sonores à haute fréquence pour administrer des traitements par inhalation, de manière ciblée.
Les applications médicales ne sont qu’un exemple des possibilités offertes. L’équipe du professeur Yeo s’intéresse également à la synthèse de réseaux organométalliques (MOF), des matériaux de nouvelle génération qui ont une surface de contact interne gigantesque, ce qui les rend très utiles pour la purification de l’eau, de l’air ou le stockage de l’énergie.
Avec les procédés actuels, la synthèse des MOF demande des heures, voire des jours, requiert l’utilisation de solvants agressifs et consomme beaucoup d’énergie. Mais cette équipe de chercheurs a développé une méthode propre, permettant la synthèse de MOF en quelques minutes.
Article rédigé par Georges Simmonds pour RT Flash
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