Prix Nobel de chimie pour les créateurs des plus petites machines
Le français Jean-Pierre Sauvage de l’université de Strasbourg, l’américain J. Fraser Stoddart de l’université Northwestern et le Néerlandais Bernard L. Feringa de l’université de Groningen ont partagé, cette année, le prix Nobel de chimie pour la conception et la fabrication de machines moléculaires.
Fraser Stoddart, Bernard Feringa et Jean-Pierre Sauvage. (REUTERS)
Ils ont développé des molécules de synthèse, d’un millième de la largeur d’un cheveu humain, qui peuvent exécuter des tâches lorsque de l’énergie y est ajoutée.
En 1983, Jean-Pierre Sauvage a lié deux molécules en forme d’anneau pour former une chaîne, appelée caténane. Normalement, les molécules sont reliées par des liaisons covalentes fortes dans lesquels les atomes partagent des électrons, mais dans la chaîne, ils étaient plutôt liés par une liaison mécanique (plus libre).
Afin d’effectuer une tâche, la machine doit être constituée d’éléments qui peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres, mais qui ne se décroche pas. Les anneaux entrelacés ont satisfait cette exigence.
Puis, en 1991, Fraser Stoddart a développé un rotaxane (sa représentation et sa structure cristalline ci-contre) en enfilant un anneau moléculaire sur un mince axe moléculaire et il a démontré que la bague pouvait se déplacer le long de l’axe. Parmi ses développements basés sur les rotaxanes, il y a l’ascenseur moléculaire, un muscle moléculaire et une puce d’ordinateur moléculaire.
Bernard L. Feringa a été le premier à développer un moteur moléculaire. En 1999, il a construit une pale de rotor moléculaire tournant continuellement dans la même direction.
En utilisant des moteurs moléculaires, il a fait tourner un cylindre de verre qui était 10 000 fois plus grand que le moteur et il a également conçu une Nanocar (image d’entête et ci-dessous).
(Johan Jarnestad / The Royal Swedish Academy of Sciences)
Les machines moléculaires seront probablement utilisées dans le développement de nouveaux matériaux, de capteurs et de systèmes de stockage d’énergie.
Mais ces avancées ont déjà inspiré le développement de machines moléculaires de plus en plus sophistiquées, comme le « nanofish » qui nagent à travers circulation sanguine, un stockage de données de taille atomique et le “sperme bot“ pour n’en nommer que quelques-uns. Certains experts pensent que la nanotechnologie va déclencher une deuxième révolution industrielle, côte à côte avec les progrès de la robotique, de l’automatisation de masse et de l’intelligence artificielle. Comme ses derniers, les nanotechnologies ont aussi leur part de dangerosité…
Sur le site du Nobel Prize : Press Release: The Nobel Prize in Chemistry 2016.