Un premier pas vers le triage moléculaire
Publié par Adrien le 23/07/2006 à 00:00
Source: CNRS
Illustration: CEA Laboratoire nanophotonique
Des chercheurs du CEA/Saclay et du CNRS ont fabriqué et utilisé, pour la première fois, une surface nanostructurée capable de réguler les déplacements de molécules individuelles en fonction de leur taille ou leur forme. Grâce à un microscope à effet tunnel (L'effet tunnel désigne la propriété que possède un objet quantique de franchir une barrière de potentiel, franchissement impossible selon la mécanique classique. Généralement, la fonction d'onde d'une particule, dont le carré...) (STM), ils ont pu observer en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) réel le mouvement des molécules individuelles à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...) de ce tamis moléculaire. Le contrôle (Le mot contrôle peut avoir plusieurs sens. Il peut être employé comme synonyme d'examen, de vérification et de maîtrise.) simultané des mouvements individuels d'un grand nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de molécules constitue l'un des enjeux des nanotechnologies. Les résultats de ces travaux sont protégés par un brevet. Ils ont été publiés dans la revue Nanoletters du 12 juillet 2006.


Diffusion de molécules sur un tamis moléculaire

Le tamis moléculaire est réalisé sur une surface de graphite, à partir de molécules (des dérivés de tristilbènes) capables de s'auto-organiser en un réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) régulier en nid (Le nid désigne généralement la structure construite par les oiseaux pour contenir leurs œufs et fournir un premier abri à leur progéniture. Les nids...) d'abeille comportant des alvéoles de taille nanométrique. Le tamis est mis en présence d'une solution contenant les molécules dont on veut contrôler les déplacements. Les cavités du tamis captent alors ces molécules "invitées". Les plus grosses d'entre-elles sont immobilisées au cœur des cavités du tamis, tandis que les plus petites diffusent plus rapidement, de cavité en cavité, en raison de l'agitation (L’agitation est l'opération qui consiste à mélanger une phase ou plusieurs pour rendre une ou plusieurs de ces caractéristiques homogènes....) moléculaire.

Ces phénomènes ont été observés in situ sur la surface nanostructurée. Les 4 images ci-dessus, enregistrées successivement en microscopie (La microscopie est l'observation d'un échantillon (placé dans une préparation microscopique plane de faible épaisseur) à travers le microscope. La microscopie permet de rendre visible des éléments invisibles à l'œil nu, soit...) à effet tunnel (Un tunnel est une galerie souterraine livrant passage à une voie de communication (chemin de fer, canal, route, chemin piétonnier). Sont apparentés aux tunnels par leur mode...) à haute cadence (1 image toutes les 2 secondes), montrent la diffusion de molécules (des coronènes, en vert) entre les nano-pores d'un réseau auto-organisé en nid d'abeille.

En jouant sur la nature des molécules qui vont former le tamis moléculaire, on peut adapter la taille des pores à celle des molécules que l'on souhaite immobiliser ou faire bouger. On réalise ainsi des nanostructures capables de trier les différentes molécules et d'en contrôler les mouvements. Cette technique ouvre une voie pour le contrôle du transport (Le transport est le fait de porter quelque chose, ou quelqu'un, d'un lieu à un autre, le plus souvent en utilisant des véhicules et des voies de communications...) d'objets nanométriques.

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