1,4 zeptogramme: qui dit mieux ?
Publié par Adrien le 27/11/2008 à 00:00
Source: BE Espagne numéro 76 (24/11/2008) - Ambassade de France en Espagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/ ... /56734.htm
Illustration: CIN2-Barcelone
Un zeptogramme (zg): 1 zg = 10 puissance -24 kg nous dit Wikipédia. C'est la masse d'environ 3 atomes de plomb, 12 de chrome ou 50 de carbone. C'est l'ordre de grandeur aussi de la masse des protéines. Atteindre ce degré de précision dans la mesure des masses est un défi technologique en soi qui conduit à des progrès en expérimentation (L'expérimentation est une méthode scientifique qui consiste à tester par des expériences répétées la validité d'une hypothèse et à obtenir des données quantitatives permettant de...). Ce peut être également directement utile, par exemple en chimie (La chimie est une science de la nature divisée en plusieurs spécialités, à l'instar de la physique et de la biologie avec lesquelles elle partage des espaces d'investigations communs ou...) fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.), en permettant de suivre "en direct" des réactions chimiques, à travers les variations de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) qui peuvent y être associées.


Nanotube de carbone (Le carbone est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole C, de numéro atomique 6 et de masse atomique 12,0107.) simple paroi utilisé comme balance
(observé au microscope à force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale »...) atomique)

La spectroscopie de masse permet des mesures de cet ordre-là mais cette approche requiert des particules ionisées. Un capteur (Un capteur est un dispositif transformant l'état d'une grandeur physique observée en une grandeur utilisable exemple : une tension électrique, une hauteur de mercure, une intensité, la...) électromécanique (L'électromécanique est l'association des technologies de l'électricité et de la mécanique.) permet de faire des mesures très fines lui aussi, mais sur des atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement avec une autre. Il est généralement constitué...) ou des molécules "normaux", c'est-à-dire électriquement neutres. Le principe: une fine lame dont la fréquence (En physique, la fréquence désigne en général la mesure du nombre de fois qu'un phénomène périodique se reproduit par...) propre de vibration est modifiée par le dépôt de la masse à mesurer. La mesure de la variation de fréquence permet alors de remonter à la masse en question. Pour que l'effet d'une masse très petite soit détectable, il faut des lames très petites elles aussi. Celles-ci ont été successivement micro puis nano et le dernier record date de 2006: une nano lame de silicium (Le silicium est un élément chimique de la famille des cristallogènes, de symbole Si et de numéro atomique 14.) a permis à des chercheurs californiens d'atteindre une résolution de 7 zg.

Deux ans plus tard, dans la même revue Nano Letters, des chercheurs barcelonais nous informent qu'ils ont fait tomber le record: c'est maintenant 1,4 zg qui est à battre ! La différence clé: le nanocapteur n'est plus du silicium mais un nanotube de carbone simple paroi, d'un peu moins de 1 micron de long, fixé à ses deux extrémités sur un substrat de silicium recouvert de silice.

Des atomes de chrome (Le chrome est un élément chimique de symbole Cr et de numéro atomique 24.) ont été évaporés près du nanotube et sont venus se déposer sur celui-ci. Résultat: en travaillant à la température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de...) ambiante, les trois chercheurs du CIN2 situé sur le campus (Un campus (du mot latin désignant un champ) désigne l'espace rassemblant les bâtiments et l'infrastructure d'une université ou d'une école située hors d'une...) de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission...) Autonome de Barcelone (Barcelone (Barcelona en catalan et en castillan) est une commune de Catalogne - Espagne, située dans la province de Barcelone. Elle est la capitale historique, administrative et économique de la Catalogne. Elle est aussi capitale de...) et leur collègue de l'Université Polytechnique de Catalogne ont pu atteindre une résolution de 25 zg et sont arrivés à 1,4 zg (15 atomes de chrome) en refroidissant le nanotube à 4,2K.

Leur prochain objectif: jouer en particulier sur la taille du nanotube pour tenter d'arriver à 1000 fois plus de précision, soit 0,001 zg, la masse d'un proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique élémentaire positive.) ou d'un neutron (Le neutron est une particule subatomique. Comme son nom l'indique, le neutron est neutre et n'a donc pas de charge électrique (ni positive, ni négative). Les neutrons, avec les protons, sont les constituants du noyau de l'atome....). Ca ne fait pas lourd !

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