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Une course de 36h vient de se lancer sur un circuit… en or

Ce vendredi après-midi, quatre bolides pilotés par quatre équipes internationales se sont lancés dans une course contre la montre de 36h à Toulouse. En soi, rien d’exceptionnel, des courses de ce genre ont lieu tous les week-ends, si ce n’est que dans ce cas bien précis, aucune des voitures ne sera visible à l’œil nu. Organisée par le Centre français de recherche scientifique (CNRS), cette “Nanocar Race” met compétition des “molécules-voitures”. Composées d’une centaine d’atomes, ces “voitures” avancent avec l’énergie d’une impulsion électrique, fournie par un microscope extrêmement puissant qui utilise un phénomène relevant de la mécanique quantique, “l’effet tunnel". La piste, microscopique, elle aussi, est 50.000 fois plus fine que l’épaisseur d’un trait de stylo à bille et dispose de quatre couloirs de quelques milliardièmes de mètre conçus dans les locaux du Centre d’élaboration de matériaux et d’études structurales (Cemes) de Toulouse.

Une première mondiale

"C’est une première mondiale !” s’exclame Christian Joachim, directeur de recherche CNRS, qui a initié cette compétition scientifique dont l’objectif n’est pas uniquement de faire joujou avec des nanomachines. “Le but est avant tout d’essayer de contrôler le mouvement mécanique d’une molécule de quelques nanomètres” précise le scientifique. Le jour où on y parviendra, “on pourra créer des moteurs hyper miniaturisés qui pourront avoir toutes sortes d’applications”. “Cela pourrait par exemple permettre de créer des nanorobots pour le transport et le relargage de molécules médicaments dans le corps humain ou pour la réparation de lésion sur une cellule” ajoute Claire-Marie Pradier de l’Institut de chimie de Paris.

Outre l’équipe française, des scientifiques allemands, japonais, suisses, américains et autrichiens participent au projet diffusé en direct sur le site internet de la course depuis son départ, vendredi à 13h. Les nanovoitures en lice mesurent “1 à 3 nanomètres tout compris” précise Christian Joachim. Ces molécules organiques synthétisées par des chimistes peuvent comporter des moteurs, des châssis, des roues, des pales, des pédales, selon les versions choisies par les équipes.

La pointe d’un microscope

Depuis les années 1990 on sait manipuler une molécule en la “poussant” avec la pointe d’un microscope. Mais ce n’est pas la méthode choisie. Lors de la course, il s’agira de maîtriser un mode de propulsion dit “inélastique”, sans toucher la molécule avec la pointe du microscope, grâce à de brèves impulsions électriques qui feront avancer les nanovoitures “pas à pas”. Au Cemes, le microscope à "effet tunnel" possède quatre pointes, contrôlables indépendamment. C’est ce qui va permettre de piloter simultanément quatre nanovoitures différentes.

Une piste en or

Les bolides seront disposés sur une piste en or qui devra être ultrapropre, le moindre grain de poussière pouvant tout gâcher. La surface choisie présente naturellement des plissements très réguliers en forme de chevrons qui délimiteront les couloirs. Les organisateurs ont prévu deux virages pour corser le parcours d’une longueur d’environ 100 nanomètres. L’enceinte du microscope dans laquelle se déroule la course sera refroidie à – 269° C. Les pilotes et copilotes agiront depuis une salle de contrôle située deux étages au-dessus de la “salle des machines”. Ils devront faire attention à ne pas briser les molécules en envoyant un trop grand nombre d’impulsions. Et s’il y a un accident, les équipes pourront utiliser une voiture-molécule de rechange.

© AFP