Utilisant une technologie de laboratoire autonome distribué, le Consortium d'accélération de l'Université de Toronto a rapidement identifié 21 matériaux de lasers organiques à semi-conducteurs (OSL) très performants, marquant ainsi une avancée significative dans l'optoélectronique moléculaire et ouvrant la voie à de futures découvertes de matériaux. (Concept de l'artiste). Crédit : Issues.fr.com
Six équipes de recherche de cinq laboratoires mondiaux ont considérablement réduit le délai de découverte de matériaux de plusieurs années à quelques mois seulement grâce à des laboratoires autonomes.
Les lasers organiques à semi-conducteurs (OSL) offrent un potentiel important pour diverses applications grâce à leur flexibilité, leur capacité de réglage des couleurs et leur haute efficacité. Néanmoins, leur production est difficile. Avec la nécessité de réaliser potentiellement plus de 150 000 expériences pour identifier de nouveaux matériaux viables, l’exploration complète de cet espace pourrait prendre plusieurs vies. En fait, au cours des décennies précédentes, seuls 10 à 20 nouveaux matériaux OSL ont été testés.
Les chercheurs de l'Acceleration Consortium basé à l'Université de Toronto ont relevé ce défi et utilisé la technologie de laboratoire autonome (SDL) qui, une fois mise en place, leur a permis de synthétiser et de tester plus de 1 000 matériaux OSL potentiels et de découvrir au moins 21 matériaux les plus performants. OSL gagne des candidats en quelques mois.
Un SDL utilise des technologies avancées telles que l’intelligence artificielle et la synthèse robotique pour rationaliser le processus d’identification de nouveaux matériaux – dans ce cas, des matériaux dotés de propriétés laser exceptionnelles. Jusqu'à présent, les SDL étaient généralement confinés à un seul laboratoire physique situé dans un seul emplacement géographique. Cet article intitulé « Découverte asynchrone délocalisée en boucle fermée d'émetteurs laser organiques » publié dans la revue Science, montre comment l'équipe de recherche a utilisé le concept d'expérimentation distribuée, où les tâches sont réparties entre différents sites de recherche, pour atteindre plus rapidement l'objectif commun. Pour cette recherche, des laboratoires de Toronto et de Vancouver au Canada, de Glasgow en Écosse, de l'Illinois aux États-Unis et de Fukuoka au Japon ont été impliqués.
Avantages de l'expérimentation distribuée
En utilisant cette méthode, chaque laboratoire a pu apporter son expertise et ses ressources uniques, ce qui a finalement joué un rôle clé dans la réussite de ce projet. Ce flux de travail décentralisé, géré par une plate-forme basée sur le cloud, a non seulement amélioré l'efficacité, mais a également permis la réplication rapide des résultats expérimentaux, démocratisant ainsi le processus de découverte et accélérant le développement de la technologie laser de nouvelle génération.
« Ce que montre cet article, c'est qu'une approche en boucle fermée peut être délocalisée, les chercheurs peuvent descendre de l'état moléculaire jusqu'aux dispositifs et vous pouvez accélérer la découverte de matériaux très tôt dans le processus de commercialisation », a déclaré Dr Alán Aspuru-Guzik, directeur du Consortium d'accélération. « L'équipe a conçu une expérience allant de la molécule à l'appareil, les appareils finaux étant fabriqués au Japon. Ils ont été agrandis à Vancouver puis transférés au Japon pour caractérisation.
La découverte de ces nouveaux matériaux représente une avancée significative dans le domaine de l'optoélectronique moléculaire. Il a ouvert la voie à des performances et des fonctionnalités améliorées dans les appareils OSL et a créé un précédent pour les futures campagnes de découverte délocalisées dans le domaine de la science des matériaux et des laboratoires autonomes.
