Le Département de génie chimique et des matériaux de Concordia déménage ses laboratoires au campus Loyola

Alors qu’il s’apprête à déménager les laboratoires de son département dans des installations plus spacieuses et modernes au Carrefour des sciences appliquées de l’Université Concordia – un nouveau pavillon de 62 millions de dollars –, Alex De Visscher procède à un inventaire.

« Nous disposerons d’un analyseur thermogravimétrique à haute pression à la fine pointe de la technologie – ce dont peu d’universités au Canada peuvent se vanter – et d’un microscope à force atomique, entre autres nouveaux appareils importants », mentionne le P^r De Visscher, directeur du Département de chimie et des matériaux à l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.

« Le laboratoire de caractérisation nous permettra de mener des recherches concurrentielles. Grâce à un financement de 1,5 million de dollars de Concordia, nous n’aurons pas besoin d’attendre des années pour nous procurer du matériel.

Alex De Visscher, un spécialiste des fondements du génie chimique, a fondé le Département de génie chimique et des matériaux en 2017.

Il s’affaire par ailleurs à recruter d’autres membres du corps professoral et à promouvoir la recherche transdisciplinaire.

« Les meilleurs programmes de génie chimique et des matériaux – ceux du MIT, de Stanford, du Minnesota et de Berkeley – sont généralement combinés avec un domaine qui ne relève pas du génie, comme la biomédecine, la chimie ou la physique », explique le chercheur.

« Avec nos laboratoires situés dans le nouveau Carrefour des sciences appliquées, nous avoisinerons les départements de chimie et biochimie, de biologie et de physique, de même que le Centre PERFORM la fonderie de génomes. Non seulement développerons-nous ainsi nos installations, mais aussi notre réputation grâce à des recherches collaboratives de grande portée.

Nouvelles recherches en génie chimique et des matériaux

Fort de laboratoires et de bureaux plus spacieux, le département sera à même d’entreprendre de nouveaux projets de recherche abordant le monde postcarbone, entre autres sujets.

« Domaine émergent du moment, le génie électrochimique durable s’interroge sur la manière de transformer le dioxyde de carbone en carburant pour boucler la boucle, mentionne Alex De Visscher. Nous cherchons par ailleurs à utiliser l’électricité plus directement pour remplacer les processus chimiques existants par des solutions plus écologiques.

Piles biologiques, lutte contre le cancer et stabilisateurs de vaccins

La recherche sur les piles nouvelle génération constitue une autre priorité du Département de génie chimique et des matériaux.

Zhibin Ye déménage son laboratoire de recherche sur les polymères et les nanomatériaux au carrefour, où il continuera de travailler sur de nouveaux matériaux de piles nanostructurés, des polymères avancés et des catalyseurs inédits.

« Je m’intéresse aux matériaux de piles biologiques comme solution de rechange aux matériaux métalliques classiques, qui ne sont ni durables ni écologiques », affirme M. Ye, professeur au département.

Ses huit étudiants des cycles supérieurs et lui poursuivront également leurs recherches sur les polymères avancés comme les élastomères supersouples et les matériaux à module très résistant, aux propriétés mécaniques uniques.

Ses travaux en cours sur les nanotiges d’or fonctionnalisées pourraient en outre contribuer à la lutte contre le cancer.

« Je tente de produire un revêtement polymère non toxique stable pour les nanotiges d’or qui absorbe la lumière, explique le scientifique. Un chirurgien pourrait alors placer ces nanotiges dans des cellules cancéreuses, puis employer la lumière pour chauffer les tiges et détruire les cellules.

Le P^r Ye est heureux de déménager au Carrefour des sciences appliquées, ce qui lui facilitera l’accès aux nombreuses installations du campus Loyola, comme le spectromètre de résonance paramagnétique électronique du Département de physique et le spectromètre de résonance magnétique nucléaire du Département de chimie et de biochimie.

« Le nouvel espace nous offre beaucoup de possibilités de collaboration.

Des vaccins à plus grande durée de conservation

Sa collège Sana Anbuhi est tout à fait d’accord.

« J’aimerais recruter des étudiants des cycles supérieurs en biologie et en chimie ainsi qu’en génie », affirme-t-elle. Professeure adjointe au Département de génie chimique et des matériaux, M^me Anbuhi se spécialise dans la surveillance environnementale et la création de techniques de diagnostic au point d’intervention recourant à la microfluidique.

Elle déménage le Groupe de recherche Anbuhi au carrefour, où elle se réjouit d’installer son nouveau lecteur de microplaques multimodal. L’acquisition de cet appareil d’une valeur de 70 000 $ a été financée par le programme d’optimisation des installations de Concordia et le département.

La P^re Anbuhi continuera d’élaborer des moyens faciles d’utilisation, abordables et fiables pour assurer une surveillance environnementale, notamment en détectant la pollution, les pesticides, le bacille E. coli et les métaux lourds dans le sol et l’eau.

« L’autre volet de mon travail sur les biocapteurs concerne la stabilisation des enzymes et des bioréactifs en vue d’accroître leur durée de conservation. Les vaccins, par exemple, doivent généralement être emballés avec de la glace sèche et perdent rapidement leur puissance.

Or, la chercheuse a récemment mis au point une technologie inédite de laboratoire sur pilule qui permet la distribution de bioagents sensibles sans égard à la température ou à l’oxydation.

« Elle a trouvé un moyen de contenir les réactifs dans un comprimé de pullulane – un polysaccharide formant un film hydrosoluble – afin de protéger les réactifs chimiquement instables et d’assurer leur stabilité à la température ambiante durant des mois », explique Alex De Visscher.

À propos de la loi de Henry

Le directeur prépare la transition du Département de génie chimique et des matériaux vers ses nouveaux laboratoires tout en prenant part à un projet international.

Il est en effet membre d’un groupe de travail d’élite de l’Union internationale de chimie pure et appliquée qui s’intéresse aux constantes de la loi de Henry.

Cette loi décrit la distribution des produits chimiques entre les phases gazeuse et aqueuse. Il existe quantité de manières de définir une constante d’équilibre correspondante, ce qui a donné lieu à de nombreuses incohérences et ambiguïtés en matière de définitions, d’unités et de noms dans la littérature.

« Notre objectif est d’élaborer une nouvelle norme de description de l’équilibre entre liquide et vapeur, affirme Alex De Visscher. Nous éviterons ainsi les erreurs liées à la mauvaise interprétation des données, qui peuvent autrement mener à des problèmes de conception en génie chimique et en technologie environnementale.

Une fois le carrefour ouvert, le P^r De Visscher partagera son temps entre les campus Loyola et Sir-George-Williams, puisque les cours du département continueront de se donner au centre-ville.

« Nous nous réjouissons d’être présents sur les deux campus, conclut-il. Le carrefour de Loyola sera davantage axé sur la recherche, ce qui attirera des professeures et professeurs du plus haut calibre.

Principaux nouveaux appareils du laboratoire de caractérisation du département

• Analyseur thermogravimétrique à haute pression : détermine la réactivité des matériaux en mesurant les changements de masse causés par le chauffage dans un flux gazeux.
• Calorimètre à compensation de puissance : mesure la capacité calorifique des matériaux et peut détecter les changements structuraux résultant du chauffage des matériaux.
• Analyseur d’adsorption gazeuse : mesure les propriétés superficielles des matériaux poreux comme les catalyseurs et les nanomatériaux.
• Microscope à force atomique : balaye la surface d’un échantillon à l’échelle moléculaire à l’aide d’une sonde et compose une image synthétique de cette surface comme si elle était photographiée au moyen d’un microscope à grossissement extrême.

Renseignez-vous sur l’École de génie et d’informatique Gina-Cody.