L'IA au service de l'analyse chimique à l'échelle nanométrique

Des scientifiques de l’EPFL (Lausanne) ont mis au point une technique basée sur l’IA pour améliorer l’analyse chimique des nanomatériaux, ce qui permet de surmonter les difficultés liées aux données bruitées et aux signaux mixtes.

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( Photo: fanjiann555 - 123RF )

ENGINEERINGNET.BE - Le mot «nanomatériaux» est un terme général qui désigne les substances ou matériaux chimiques dont une seule unité a une taille comprise entre 1 et 100 nanomètres (un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre).

Aujourd’hui, les nanomatériaux sont utilisés dans de nombreux domaines, allant de la médecine à l’électronique, ce qui signifie que la capacité à déterminer leur composition chimique exacte est essentielle.

Mais cette tâche est difficile car les méthodes traditionnelles d’analyse des nanomatériaux ont tendance à être sensibles aux faibles rapports signal sur bruit.

L’une des méthodes est la spectroscopie de rayons X à dispersion d’énergie (EDX), combinée à la microscopie électronique à transmission et à balayage.

Mais cette produit souvent des données bruitées et des signaux mixtes lorsque différents matériaux se chevauchent, d’où la difficulté à obtenir une analyse chimique précise.

Trois scientifiques de l’EPFL viennent dès lors de développer une méthode d’apprentissage machine, le PSNMF ou «affinage panchromatique basé sur la factorisation en matrices non négatives», qui améliore la clarté et la précision des données EDX.

Cette méthode facilite l’identification et la quantification des différents éléments chimiques dans les nanomatériaux.

La méthode s’est avérée très efficace, identifiant et séparant avec précision les différents matériaux, même en quantités infimes.

Le PSNMF représente une amélioration majeure de l’analyse chimique à l’échelle nanométrique.

En fournissant des résultats précis malgré des données bruitées et des signaux qui se chevauchent, cette méthode améliore notre capacité à étudier et à utiliser les nanomatériaux dans divers domaines, de l’électronique de pointe aux dispositifs médicaux. (Auteur: Nik Papageorgiou - Source: EPFL)