Les performances de plus en plus poussées des ordinateurs et téléphones portables sont possibles grâce à la miniaturisation de plus en plus poussée des composants. Mais l’industrie atteint une limite: la taille de certains composants se rapproche de celle de quelques atomes.
Une solution pourrait venir de l’intégration de la microélectronique en trois dimensions. Les circuits microélectroniques actuels sont plans. Empiler leurs composants les uns sur les autres est une solution pour continuer de les densifier, améliorer leurs performances et réduire leur consommation énergétique.
Connecter des composants empilés
Mais il faut connecter les composants une fois empilés. Des biologistes et des physiciens du CEA, du CNRS, de l’Unnité Joseph Fourier, de Grenoble, et de l’Inra à Grenoble ont mis à profit les capacités extraordinaires d’auto-assemblage de certains composés biologiques pour que ces connexions se construisent toutes seules.
Dans cellules du vivant de nombreuses structures s’assemblent et se désassemblent en permanence. C’est le cas des réseaux de filaments du squelette des cellules, le cytosquelette principalement constitués d’actine. Ces réseaux interagissent pour former des tresses, des faisceaux, des feuillets, des piliers dont l’architecture et les propriétés mécaniques régulent et contrôlent la forme des cellules.
La formation de ces superstructures répond à des lois mécaniques et géométriques maîtrisées par une équipe du Laboratoire de Physiologie Cellulaire Végétale[2] (CEA/CNRS/UJF/INRA). Les chercheurs ont mis au point une technique qui permet de contrôler l’auto-assemblage des filaments d’actine en 3D entre 2 plaques de verre.
Grâce aux technologies du Laboratoire des Technologies de la Microélectronique (CNRS/UJF) et du CEA-Leti, les plaques ont été placées à 30 microns l’une de l’autre et micro-structurées avec un faisceau laser. Les chercheurs ont injecté entre les deux surfaces une solution contenant des monomères d’actine qui ont polymérisés en réponse à la géométrie des microstructures. Des piliers d’actine de formes et de tailles contrôlées se sont auto-assemblés à partir des deux surfaces et rejoints pour établir des connexions.
Les chercheurs ont fait croître des piliers à partir d’une surface, qui sont entrés dans des cylindres creux formés à partir de l’autre, à la façon d’une prise mâle/femelle. Puis, grâce au savoir-faire des chercheurs du CEA-Leti, ces connexions ont été métallisées avec des nanoparticules d’or, permettant le passage d’un courant électrique entre les deux surfaces.
Ces résultats montrent que ce procédé d’auto-assemblage des filaments d’actine peut avoir des applications industrielles inattendues.
