Ce matin, trois pionniers de la chimie - Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart et Bernard L. Feringa - ont reçu le prix Nobel de chimie pour leurs travaux sur les machines moléculaires. Au lieu du fer et de l'acier, ces minuscules dispositifs utilisent des composants moléculaires, la rotation et le pompage, à la manière des manivelles et des pistons grandeur nature. Invisibles à l'œil nu, ces nanomachines pourraient éventuellement être utilisées dans de nouveaux matériaux, capteurs ou même dans la distribution ciblée de médicaments.
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Le trio a apporté une contribution considérable à une boîte à outils moléculaire qui n'est que le début pour ces gadgets à l'échelle nanométrique. "Je me sens un peu comme les frères Wright qui volaient pour la première fois il y a 100 ans, et les gens disaient pourquoi avons-nous besoin d'une machine volante?", A déclaré Feringa au comité Nobel lors d'un appel téléphonique, ont rapporté Nicola Davis et Ian Sample. chez le gardien. "Et maintenant, nous avons le Boeing 747 et l'Airbus."
Il existe déjà de nombreux matériaux pouvant être produits chimiquement. Mais maintenant, avec l’ajout de ces mouvements minuscules, "les possibilités sont infinies", dit-il. "Cela ouvre un nouveau monde de nanomachines."
En 1983, Jean-Pierre Sauvage et son groupe de recherche français ont réalisé les premiers progrès dans la création de miniatures, surmontant ainsi un défi qui en déconcertait beaucoup. À l'aide d'un ion de cuivre, lui et son équipe ont attiré deux molécules en forme de croissant, en les verrouillant ensemble autour d'un anneau pour créer une liaison dite mécanique, créant ce qui ressemble à un lien dans une chaîne moléculaire, selon un point de presse.
La prochaine avancée majeure est survenue en 1991, lorsque Stoddart a créé un axe de taille nanométrique utilisant un anneau moléculaire exempt d'électrons chargés négativement et d'une tige riche en électrons. Quand les deux se sont rencontrés en solution, ils se sont attirés et la tige a glissé à travers l'anneau comme un axe. L'ajout de chaleur a déclenché le mouvement. Depuis lors, Stoddart a même intégré ce petit mouvement à une puce informatique.
La contribution majeure de Feringa sur le terrain est venue en 1999 lorsque lui et son équipe ont développé le premier moteur moléculaire. Les mouvements de rotation des molécules sont généralement aléatoires, mais Feringa a pu concevoir une molécule qui tourne dans une direction contrôlée. Il a ajouté ces “roues” moléculaires à un châssis en carbone pour créer une voiture moléculaire qui tire son épingle du jeu par des impulsions lumineuses.
Les chercheurs pensent que les nanomachines pourraient révolutionner l'informatique, la santé et les sciences des matériaux. Un jour, les nanomachines pourraient fonctionner comme de minuscules robots moléculaires, pour réparer des organes ou pour nettoyer l'environnement.
Ils pourraient même révolutionner les villes, a déclaré Hannah Devlin au Guardian, Mark Miodownik, professeur de matériaux et société à l'University College London. "Si vous voulez une infrastructure qui se gère elle-même - et je pense que nous le faisons - je suis à peu près sûre que nous allons nous diriger vers des systèmes d'auto-guérison", dit-il. "Nous aurons des tuyaux en plastique capables de réparer eux-mêmes ou un pont qui, lorsqu'il sera fissuré, aura ces machines qui reconstruisent le pont à une échelle microscopique. Cela ne fait que commencer. Le potentiel est vraiment immense."
Les chercheurs ont déjà pris des mesures importantes pour utiliser les machines moléculaires, rapporte Sarah Kaplan au Washington Post . L'année dernière, des chercheurs allemands ont utilisé des machines moléculaires pour construire un composé anticancéreux éteint et allumé par la lumière. Cela permet aux médecins de cibler les zones touchées sans endommager les tissus sains. Un autre groupe a créé un «robot» moléculaire capable de relier des acides aminés comme un minuscule bras en mouvement.
Mais la technologie en est encore à ses balbutiements et il y a encore beaucoup à venir. Selon Nobelprize.org, "le moteur moléculaire est au même stade que le moteur électrique dans les années 1830, lorsque les scientifiques ont présenté diverses manivelles et roues en rotation, ignorant qu'elles conduiraient à des trains électriques, des machines à laver, des ventilateurs et des robots ménagers."
