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Un moteur moléculaire rotatif
Des chercheurs de l'Université de Groningen aux Pays-Bas ont récemment présenté dans le journal Science un moteur rotatif à échelle moléculaire. Ce moteur effectue des rotations de 360º et, selon le « carburant » utilisé, tourne dans le sens horaire ou anti-horaire. Il s'agit en fait d'une molécule composée de deux parties jointes par un « axe ». Ces parties sont naturellement orientées de quatre façons, chacune à 90º au tour de l'axe. Des barrières, assez élevées pour éviter le retour par désordre thermique, séparent les quatre états.
Malgré sa petite échelle, ce moteur n'est pas très rapide. Les quatre embranchements ne sont possibles que grâce à de longues réactions chimiques. Des séquences nécessaires à l'élimination de produits intermédiaires peuvent également durer plusieurs heures.L'application immédiate de ce moteur n'est évidemment pas de motoriser des nanorobots mais plutôt de nous aider à mieux comprendre comment, dans les systèmes biologiques, des réactions chimiques peuvent entraîner des mouvements.
Des chercheurs de l'Université Rice, à Houston au Texas, ont réussi à produire une voiture de 5 nm de longueur constituée d'une seule molécule. Elle ne roule pas sur le goudron mais bien sur une surface d'or, elle n'a pas de système autonome de propulsion (il faut la faire avancer en la tirant avec la pointe d'un microscope à effet tunnel) ni de système de direction. Mais la démonstration demeure un véritable tour de force (réalisée par le professeur Tour et ses collaborateurs). Les quatre roues sont faites de carbone (C-60 = buckminsterfullerène) et les essieux peuvent pivoter et effectuer des rotations grâce à des groupes organiques. Sa construction a été relativement simple, le principal défi étant de démontrer que ses roues tournent et donc que la voiture roule plutôt que de glisser simplement sur la surface.
Quel sera donc le prochain défi ? Maintenant c'est clair : une nano-voiture propulsée par un nano-moteur !
Pour en savoir plus :
Stephen P. Fletcher, Frédéric Dumur, Michael M. Pollard, Ben L. Feringa, «A Reversible, Unidirectional Molecular Rotary Motor Driven by Chemical Energy», Science 310, 80 (2005)
