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Posté par Michel le Vendredi 29/10/2010 à 00:00
Nouveau système de propulsion pour micro-objets
Un nouveau mode de propulsion pour micro et nano-objets métalliques a été mis au point par des chercheurs de l'Institut des sciences moléculaires. Ce procédé s'appuie sur le concept original de l'électrochimie bipolaire: sous l'effet d'un champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) électrique, une des extrémités d'un objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise,...) métallique croît tandis que l'autre extrémité se dissout. Grâce à cette auto-régénération permanente, des objets se déplacent à des vitesses de l'ordre d'une centaine de micromètres par seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une unité de mesure du temps. La...). Publiés dans le Journal of the American Chemical Society, ces travaux permettent d'envisager des applications dans les domaines allant de la nano-médecine à la micromécanique.


Schéma de principe de l'auto-régénération bipolaire.
Crédit: © Kuhn/ISM.

Plusieurs approches sont actuellement explorées pour appliquer à des nano ou des micro-objets des mouvements directionnels contrôlés. Les scientifiques étudient notamment l'utilisation de molécules dites « carburants » qui, suite à leur décomposition, peuvent propulser un objet dissymétrique. Autres pistes de travail: reproduire les systèmes naturels en imitant le déplacement de bactéries ou la rotation de systèmes biologiques bien connus comme l'ATP synthase.

Pour la première fois, deux chercheurs de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical Physics est un tel institut.) des sciences moléculaires de Bordeaux (CNRS/ENSCBP/Universités Bordeaux 1 et 4) montrent qu'il est possible de générer un tel mouvement via une approche originale appelée « électrochimie bipolaire ». Ces chimistes soumettent à un champ électrique des objets métalliques qui présentent alors une différence de charge (La charge utile (payload en anglais ; la charge payante) représente ce qui est effectivement transporté par un moyen de transport donné,...) aux extrémités: l'une un excès et l'autre un déficit. Cette polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait d'appliquer une...) est suffisamment importante pour que des réactions chimiques opposées d'oxydoréduction se produisent à chaque extrémité. Ainsi, d'un côté l'objet va s'oxyder et se détruire. De l'autre côté, en procédant à la réduction d'un sel métallique présent dans la solution, un dépôt de métal va se former, conduisant à la croissance de l'objet. In fine, ce procédé conduit à un auto-renouvellement de l'objet tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) en induisant son déplacement. Le mouvement généré de cette façon est dirigé vers l'une des deux électrodes et la vitesse (On distingue :) peut être contrôlée par la différence de potentiel appliquée entre les deux électrodes.

L'avantage de cette méthode est qu'aucun combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de...) classique n'est nécessaire pour provoquer ce mouvement. De plus, on peut envisager d'adapter ce micromoteur pour pousser d'autres objets dans une direction prédéfinie et de les faire complètement disparaître une fois qu'ils ont effectué leur tâche. Ce procédé original ouvre des perspectives dans des domaines d'application variés allant de la micromécanique à la nano-médecine.


Exemple de propulsion d'une dendrite (Trois significations sont possibles:) de zinc (Le zinc (prononciation /zɛ̃k/ ou /zɛ̃ɡ/) est un élément chimique, de symbole Zn et de numéro atomique 30.).
Crédit: © Kuhn/ISM.

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Source: CNRS
Illustrations: Voir les légendes