Le NanoMi : premier microscope électronique à transmission de source ouverte au monde

À partir de rien, des scientifiques du Centre de recherche en nanotechnologie du CNRC, à Edmonton, ont bâti le premier microscope électronique à transmission (MET) de source ouverte de la planète. Le projet, qui a demandé deux années de développement, est né d'une nécessité : trouver une façon bon marché d'adapter les microscopes aux exigences très précises de divers projets de recherche. Il est en quelque sorte à la microscopie ce qu'ont été les bolides de course de type « hot rod » pour l'industrie de l'automobile à une certaine époque.

Le projet a été baptisé NanoMi. Mi, 美 en japonais, est le caractère kanji signifiant beauté. Cependant, Mi renvoie aussi au caractère 見, qui veut dire voir ou regarder. En effet, le microscope est l'ultime passerelle avec laquelle on peut examiner l'image des objets faisant partie du monde qui nous entoure afin de mieux apprécier la beauté de l'univers. Le NanoMi rendra une telle exploration plus aisée.

Le projet consistait à fabriquer un microscope peu coûteux accompagné d'un logiciel de source ouverte dont tous les utilisateurs, qu'ils viennent du milieu de la recherche, de l'industrie ou d'une université, pourraient se servir pour élaborer et adapter un instrument capable de satisfaire leurs besoins, selon l'application recherchée, et, par la même occasion, de faire progresser la microscopie électronique. Grâce au NanoMi, l'utilisateur aura toute la liberté voulue pour assembler son propre MET, son MET à balayage, voire son microscope électronique à balayage.

Le NanoMi comporte 2 éléments : (1) le microscope, qui peut être construit à l'aide de composants disponibles dans le commerce en suivant les plans; ceux-ci peuvent être obtenus en remplissant ce formulaire, et (2) le logiciel de source ouverte qui saisit et traite les images avec le microscope, déjà disponible.

Particularités

• Microscope de 50 kilovolts d'une résolution de 10 nanomètres pouvant être monté à peu de frais selon les plans fournis.
• On peut déplacer le trajet emprunté par le faisceau d'électrons et les différentes pièces pour obtenir la configuration souhaitée.
• Le prototype était pourvu d'un canon à électrons commercial de la société JEOL (il est facile de se procurer un tel canon sur le marché; on cependant devra en acheter un séparément).
• Les éléments piézoélectriques ont été conçus pour que l'ouverture et l'échantillon puissent bouger dans le faisceau d'électrons.
• Le modèle recourt à des lentilles électrostatiques unipotentielles (Einzel).
• Des stigmateurs électrostatiques modèlent le faisceau.
• Les déflecteurs consistent en une double plaque électrostatique faisant dévier le faisceau.
• Ce microscope sous vide extrême peut s'ajouter à peu de frais à n'importe quel système et fait office de bac à sable pour les expériences à caractère unique.

Un des principaux objectifs du projet NanoMi consiste à mettre en place un cadre propice au perfectionnement collectif de la technologie qu'est la microscopie électronique. On peut aussi s'en servir pour enseigner la microscopie électronique, enseignement souvent restreint en raison de son coût prohibitif. À cause de son efficacité et de son prix peu élevé, le NanoMi permettra de consacrer plus de ressources aux expériences ou aux opérations commerciales. À l'inverse de ceux vendus dans le commerce, qu'on ne peut modifier sans renoncer à la garantie ou à la performance de l'appareil, le microscope électronique NanoMi peut être entièrement personnalisé selon les besoins de l'utilisateur.

Le NanoMi est un outil extrêmement pratique pour la découverte, l'avancement de la microscopie électronique et le bien public. Il rend le microscope électronique plus accessible pour l'industrie et a été conçu pour élargir les capacités scientifiques dans les communautés autochtones, les collectivités éloignées et les pays en développement.

Nous sommes à la recherche de personnes qui souhaiteraient tester et fournir des commentaires sur les plans préliminaires et les logiciels, sous réserve de l'approbation du CNRC. Veuillez nous faire savoir si vous êtes intéressé par l'obtention des plans.