Imaginez un détecteur intégré à une chemise qui aide à détecter les marqueurs de maladies chez les personnes à risque. Ou un téléphone aussi souple qu'une feuille de papier que vous pouvez plier et placer dans votre poche. Voilà quelques exemples des applications révolutionnaires auxquelles pourrait mener l'électronique et les capteurs à base de carbone développés par le chercheur chevronné Benoit Lessard.
La vision novatrice de Dr Lessard et ses efforts de collaboration ont été reconnus, puisqu'il a récemment obtenu le Prix de conférencier de la Revue canadienne de génie chimique 2022, qui est décerné à une personne qui a fait une « contribution exceptionnelle au génie chimique, démontrant un potentiel exceptionnel, tout en travaillant au Canada ».
Il est le premier chercheur de l'Université d'Ottawa à recevoir ce prix.
Un jeune chercheur accompli
Professeur au Département de génie chimique et biologique de l'Université d'Ottawa, Lessard a créé le Groupe de recherche Lessard lorsqu'il s'est joint à la faculté en 2015. En 2019, il est devenu professeur adjoint et a continué à se distinguer en concentrant sa recherche sur l'utilisation des technologies à base de carbone dans des usages novateurs tels que les dispositifs électroniques organiques.
Dr Lessard est titulaire de la Chaire de recherche du Canada en matériaux polymères avancés et en électronique organique. I Il a publié 123 articles dans des revues à comités de lecture, a déposé 15 demandes de brevet et a cofondé une entreprise basée sur ses recherches.
Il a également remporté le Prix de l'innovation 2021 de la Socitété canadienne de génie chimique, qui est décerné aux chercheurs de moins de 40 ans ayant apporté une contribution majeure au domaine du génie chimique, et il a reçu le Prix de la chercheuse ou du chercheur en début de carrière en 2021, offert par le Cabinet du vice-recteur à la recherche et à l’innovation de l'Université d'Ottawa, qui souligne l'excellence en recherche des jeunes professeurs.
Des technologies accessibles et économiques
L'accès aux appareils électroniques et aux dispositifs permettant de sauver des vies est parfois limité en raison des coûts élevés associés à cette technologie. Les systèmes électroniques conventionnels utilisent des puces en silicium à forte intensité énergétique, qui sont fabriquées à haute température, sont fragiles et sont relativement coûteuses.
La recherche du professeur Lessard vise à trouver des moyens de réduire ces coûts en réutilisant des molécules à base de carbone, qui sont utilisées comme colorants et pigments peu coûteux dans notre vie quotidienne. Ces matériaux peu coûteux, le processus de traitement à basse température et la réduction des procédés à forte intensité énergétique laissent entrevoir la possibilité de produire des composantes électroniques flexibles et pliables à faible coût, qui peuvent être imprimés sur des plastiques et des textiles.
Les applications illimitées des dispositifs électroniques portables
Le groupe de recherche Lessard se concentre sur le développement de l'électronique en couches minces à base de carbone, allant de produits électroniques flexibles à des capteurs hautement sélectifs. Ces dispositifs électroniques à couches minces peuvent mener à des utilisations futuristes innovantes et prometteuses.
« Cette technologie peut être utilisée dans des tablettes pliables et dans des panneaux solaires portables et flexibles », explique Dr Lessard. « On peut même l'utiliser comme peau électronique sur le nez ou la langue pour détecter des biomarqueurs de maladies précoces dans notre sueur ou des gaz environnementaux toxiques et des contaminants alimentaires. Par exemple, les biocapteurs à base de carbone peuvent être intégrés aux vêtements sportifs et pourraient être utilisés pour surveiller les niveaux d'hydratation des athlètes afin d’assurer une performance maximale. » ajoute-t-il.
Dr Lessard a également utilisé cette technologie pour créer des capteurs qui détectent les cannabinoïdes, les molécules actives du cannabis. Il a cofondé Ekidna Sensing en 2019, qui développe des tests rapides pour les producteurs de cannabis licenciés afin de réaliser des tests rapides, précis et décentralisés d'échantillons de cannabis pour les principaux marqueurs de puissance tels que le THC et le CBD. Ekidna Sensing vend actuellement ces capteurs aux cultivateurs et producteurs de cannabis canadiens.
Aligner la recherche avec les besoins de l'industrie
En remportant ce prix, Benoit Lessard a non seulement été reconnu pour ses réalisations, mais aussi pour avoir comblé l’écart entre l'industrie et le milieu universitaire.
« Nous travaillons en étroite collaboration avec des entreprises pour fabriquer de nouveaux produits de consommation qui utilisent ces technologies et qui auront un impact positif », explique le chercheur.
En raison de la nature du travail sur les prototypes, M. Lessard note que, souvent, il ne travaille pas avec les utilisateurs finaux des produits, mais plutôt avec les fabricants de l'Ontario pour comprendre leurs besoins et leurs processus.
Lessard et son équipe collaborent avec l'entreprise technologique GBatteries, basée à Ottawa, pour améliorer la prochaine génération de batteries. GBatteries a produit la première batterie lithium-ion à charge ultrarapide testée dans des véhicules. Cette technologie permettra aux véhicules électriques de se charger en quelques minutes plutôt qu'en quelques heures, sans compromettre la longévité de la batterie ni la sécurité du véhicule.
La collaboration mène à l'innovation
Alors que les chercheurs cherchent à répondre au besoin croissant de changement dans la société, la recherche universitaire continue de s'adapter et de collaborer. La recherche scientifique s'appuie de plus en plus sur des collaborations pour résoudre des problèmes complexes du monde réel.
« Ma recherche devient de plus en plus multidisciplinaire, et il y a une nécessité croissante de collaborer avec les autres. »
Professeur Benoit Lessard
En tant qu'ambassadeur 2022 de la Revue canadienne de génie chimique, Dr Lessard participera à une tournée de conférences dans trois villes nord-américaines, ce qui lui donnera l'occasion de partager ses recherches et de rencontrer d'autres chercheurs de premier plan afin de trouver de nouvelles possibilités d'applications novatrices à l'avenir pour les technologies qui sauvent des vies.