FastNano : Nanomatériaux
Pilote : Yann LECONTE
CEA SACLAY/IRAMIS
Mots clés : Nanomatériaux, procédés, découverte accélérée, caractérisation haut-débit, bases de données, intelligence artificielle, Modélisation
Les forces françaises en matière de matériaux de basse dimensionnalité se sont structurées dès 2011 autour de plusieurs Labex regroupant des centaines de chercheurs. Cette communauté est capable de produire une large gamme de nanomatériaux de haute qualité. La France est cependant encore absente de la synthèse assistée par Intelligence Artificielle (IA), bien que le Machine-Learning soit actuellement utilisé pour améliorer la caractérisation et l’analyse des performances, et pourrait potentiellement guider vers des paramètres de synthèse optimaux.
Notre objectif est donc d’aller au-delà des méthodes actuelles en améliorant nos capacités de synthèse vers une production à haut débit couplée à une analyse en ligne assistée par IA, afin d’accélérer la voie vers de nouveaux nanomatériaux 0D, 1D et 2D.
FastNano construira donc quatre réacteurs de synthèse génériques comprenant des outils de caractérisation dédiés en ligne qui alimenteront le traitement des données assisté par l’IA et les boucles de rétroaction sur les processus de synthèse ou d’assemblage, afin d’atteindre aussi rapidement que possible les propriétés les plus appropriées des matériaux à faible dimension ciblés, et les protocoles de dépôt optimaux pour les nouveaux matériaux à faible dimension. Les réacteurs cibleront des nanoparticules synthétisées à partir de phases liquides et gazeuses et les films nanocomposites correspondants, des films ultraminces déposés couche par couche par ALD rapide combinatoire et des hétérostructures bidimensionnelles préparées par assemblage robotisé de nanomatériaux 2D, dans le but de couvrir le champ le plus large possible de nouveaux matériaux et applications potentiels. Les réacteurs s’appuieront également sur des moyens de caractérisation externes (synchrotrons, TEM…) et sur la modélisation pour alimenter le traitement des données assisté par l’IA et améliorer les conditions de synthèse via des boucles de rétroaction. Le développement complet prendra 4 ans, avec des livrables sous forme d’outils opérationnels ouverts après 2 ans. Une fois validées sur des nanomatériaux connus et quelques nouveaux, ces réacteurs deviendront des plateformes de synthèse ouvertes disponibles pour la communauté par le biais d’appels ouverts au sein de DIADEM.