Nanotechnologies : rotation d'une roue moléculaire montée sur essieu

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Des chercheurs du Centre d'élaboration des matériaux et d'études structurales de Toulouse (CEMES-CNRS) et leurs collègues de la Freie Universität de Berlin sont parvenus pour la première fois à contrôler la rotation d'une roue moléculaire.

L'expérience de nano-mécanique porte sur une roue d'un diamètre de 0,7 nm attachée à un essieu de 0,6 nm de long. Une telle réussite ouvre la voie à la création des premières molécule-machines. Ces travaux ont été publiés on line, le 21 janvier 2007, dans la revue Nature Nanotechnology.

La molécule roue-essieu-roue

Dans l'histoire des inventions, la roue est à l'origine de développements scientifiques et technologiques considérables : depuis la création des horloges astronomiques, des machines à calculer jusqu'aux véhicules tractés et autres voitures à moteurs. Á l'échelle moléculaire, plus petite échelle pour créer une roue, elle représente pour les chimistes et les physiciens un véritable défi. Depuis la fin des années 1990, les chimistes du CEMES travaillent à la réalisation de molécule-machines munies de roues. Étape par étape, ils ont défriché ce domaine avec leurs collègues d'IBM Zürich puis de la Freie Universität de Berlin. Après l'observation de la rotation aléatoire d'une roue moléculaire à plat en 1998, la conception et la synthèse d'une brouette unimoléculaire en 2003 puis la synthèse d'un moteur moléculaire en 2005, ils sont parvenus l'année dernière à faire fonctionner la première crémaillère moléculaire d'un pignon de 1,2 nm de diamètre.

Aujourd'hui, les chercheurs ont montré qu'une roue moléculaire montée sur un essieu, le plus court possible, pouvait tourner. Ils ont réussi à contrôler son sens de rotation. Pour préparer cette expérience de nano-mécanique, les chimistes du CEMES-CNRS ont conçu et synthétisé une machinerie moléculaire simple faite d'une molécule-essieu de 0,6 nm de long où viennent se lier chimiquement deux roues triptycènes d'un diamètre de l'ordre de 0,7 nm (figure ci-dessus). Le type de roue et de surface a été minutieusement choisi. Deux roues crantées et sans « pneus » ont été utilisées pour leur adhérence maximale à la surface de roulement, une surface de cuivre ultra propre. Sa rugosité naturelle présente des rangées d'atomes de cuivre séparées d'une distance de 0,3 nm environ et d'une hauteur mono-atomique.

L'expérience consiste à déposer délicatement des molécules roue-essieu-roue sur la surface de cuivre puis à repérer par imagerie en microscopie à effet tunnel (STM) et à très basse température les molécules se trouvant dans la bonne orientation par rapport aux rangées d'atomes de la surface. La pointe du STM positionnée sur une roue permet de la faire tourner. En avançant la pointe (figure ci-dessous), le microscope se comporte comme un doigt agissant dans le déclenchement de la rotation.

Passage de la pointe STM sur une roue induisant une rotation de 120°

L'opérateur du STM suit en temps réel sur son écran de contrôle les variations du courant électrique qui passe au travers de la roue pendant qu'il la fait tourner. Suivant les conditions de manipulation de la molécule, il peut à loisir faire tourner une roue puis l'autre alors que la molécule avance ou faire avancer la molécule sans faire tourner ses roues.

Cette expérience permet d'approcher et de comprendre à l'échelle d'une seule molécule des fonctionnalités connues à l'échelle macroscopique. Sans roue, certains modes d'avancée technologique ne pourraient pas fonctionner. La séparation de la partie habitable ou technique d'un véhicule, par exemple, est obligatoire pour éviter le frottement. Á l'échelle moléculaire, le raisonnement et les conséquences sont similaires. Si le plateau de la molécule n'est pas séparé de la surface, il y a interaction et donc destruction. Ces résultats ouvrent la voie à la création de molécule-machines. Un objectif ? Pouvoir un jour embarquer dans une seule molécule toute la machinerie d'une nano-voiture : quatre roues, un moteur, etc.

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Obiwan

Oui vous êtes sur qu'il n'y avait pas un nanocarburant avec la nano-roue du futur nano-véhicule... :(

Montrez-nous plutôt la photo 3D, ainsi que l'explication du fonctionnement du microscope à effet tunnel utilisé (précis) et la méthode qui a conduit à cette photo ou cette représentation. Je n'y crois pas une seule seconde. Fausse information, intox.

:houla: Obiwan

J-
J-B

Pourquoi n'y crois-tu pas ? (Je n'ai pas lu le papier mais apparement ça a été publié, on peut donc imaginer que des gens compétents ont du juger que c'était au moins crédible).

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Obiwan

non mais je ne crois pas à l'existence de la matière, pardon. Enfin à l'atome, c'est un concept datant des Grecs ; un atome n'a jamais été obervé physiquement, on ne peut pas modéliser des choses ainsi et bâtir des théories, parler de nano-molécules ça me parait complètement farfelu. Mais je suis d'accord je suis un peu débile pour ce site. Je suis OK par contre pour dire qu'il y a des causes et des effets, c'est cela qui m'intéresse... Dans la particularité de ce post j'aurais aimé savoir par quelle méthode expérimentale cette roue a été observée, etc... Je ne fais d'autre part pas confiance trop aux microscopes et encore moins aux microscopes électroniques dont le fonctionnement, en plus de faire intervenir une lentille optique , fait intervenir bien sûr... le principe physique de l'atome et de ses particules... pour moi ce qui est important c'est l'expérimentation de mes cinq sens. Je sais que j'écris ce message parce que je vois les lettres se dessiner sur l'écran à cet instant précis. Je sais que mon ordinateur existe parce que je le touche en ce moment même.

Obiwan

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cisou9

:non: Il me semble que tu n'a jamais travaillé dans la recherche, et lorsque l'on publie un texte , il est vérifiable, ce n'est pas une croyance ou l'on croit ou on est athée, donc tu doit admettre que ce que l'on te dit est vrai, ou ne plus venir sur des sites scientifiques. :D

J-
J-B

Le modèle atomiste est fichtrement bien vérifiée par la réalité... Je ne vois pas ce qu'il te faut de plus... J'ai l'impression que tu as une idée extrêmement biscornue de ce qu'est la recherche scientifique (mais il n'est pas facile de se faire une opinion sur ta vision à la lecture de 3 ou 4 messages !).

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xeter

Salut

Je suis en Spé Math PC ( le début de la physique :p )
et l'atome j'en entends parler au moins 5 fois par jours
( Tiens d'ailleurs, j'ai vu pk le ciel est bleue :D )

La question de savoir si l'atome existe ou pas n'a pas d'interêt.

il suffit de se demander si le modèle de l'atome est vérifié par l'expérience et peut être réutilisé

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Obiwan

Cisou si on ne peut pas commenter les post scientifiques c'est pas marrant... effectivement je ne suis pas chercheur, mais ça m'intéresse. D'ailleurs j'ai envie de devenir chercheur. Enfin "trouveur", parce que j'ai l'impression qu'ils ne trouvent pas grand-chose les scientifiques. Ca fait quand même 25 siècles et ce cher Leucippe de Milet qu'on reste sur les mêmes conceptions de la matière, qu'on n'a pas encore trouvé le processus de réplication de la cellule, voyagé dans le système d'une étoile proche...

D'accord avec toi Xeter, c'est l'expérience qui compte et le phénomène. C'est quoi Spé math PC ? (moi j'étais en Mathématique Spéciale intégré dans une école d'ingénieur dans les temps anciens avant mon indigestion subite et mon virage vers le commerce. Ca n'a rien à voir... ??)

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xeter

C'est la même chose sauf que je suis en Classe Préparatoires dîtes "classiques"
PC pour Physique Chimie
et avec un parcours plus général.

Mais j'ai du mal à comprendre comment tu peux tenir ces propos après une Math Spéciale ^^

Est ce que tu pourrais me dire quelle école d'ingé tu as fais, et de même quel a été ton parcours dans le commerce ?

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Obiwan

Oui j'ai fait l'ESME/Sudria à Paris, admis au second cycle et ensuite bifurqué vers l'ISG (Institut Supérieur de Gestion) où j'ai été diplômé en 93. Ceci explique peut-être cela pour ton questionnement sur mes raisonnements.....

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Stardust

l'ISG...
quel type / durée de cycle ?
quel type d'admission ?
Faut dire que, notamment dans ces années-là (90 etc) c'était surtout une "boite de rattrapage. L'essentiel des cycles visait le reclassement de personnes sans emploi, avec un système de recrutement "maison" complètement... suprêmement... subjectif.
Je connais bien. J'étais consultant dans le domaine à l'époque.

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Obiwan

héhéhé... Ca casse là, oh eh môôôssieu. Oui c'est pas HEC ou compagnie l'ISG, c'est pas terrible. Mais bon, il y avait un beau voyage à l'étranger en deuxième année j'en ai bien profité. Non non le principe de l'ISG ce n'est pas de recruter des chomeurs mais d'en fabriquer (j'en suis moi-même un beau spécimen représentatif dans la très grande période de précession des équinoxes actuelle où je te parle...).. :D

J-
J-B

<<
Enfin "trouveur", parce que j'ai l'impression qu'ils ne trouvent pas grand-chose les scientifiques

Faudrait quand même arrêter de dire n'importe quoi. Tu te renseignes avant de débiter des énormités pareilles !!!??

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Stardust

Obiwan
Oui c'est pas HEC ou compagnie l'ISG, c'est pas terrible.

.... Humm... hrheuurhmm... .... Bon... Réponse honnête n°1 enregistrée.

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Obiwan

Eh oh, quand même... avec le cursus international on avait des visites d'usine au fin fond du Vietnam, des conférences avec le consul au Japon et des intervenants assez valables en France ou des choses comme ça. En fait c'était un peu une boîte de fils à papa (vu comme tel) parce que c'était assez cher l'ISG, il y avait pas mal de gosses de riches, débrouillards de tous bords, et donc très mal classé dans les classements officiels dits "nationaux" (je crois que c'étaient des businessmen qui l'avaient fondé) et avec une sale image auprès des autres grandes écoles. Mais vu que c'était cher on avait des cours de qualité. L'ISG était un peu une sorte d'Harvard en France mais non reconnue parce qu'on vit dans un système plus socialiste, moins libéral qu'aux US où la valeur financière a valeur négative. D'ailleurs l'école n'a pas perduré, elle a été rachetée par une organisation européenne il y a 5 ans je crois ou quelquechose comme ça et c'est devenu de la merde d'après ce que j'ai entendu ; je ne sais pas s'il y a toujours les cours à New-York et à Tokyo avec des top profs et acteurs professionnels, etc...

En conclusion je suis d'accord avec toi l'ISG n'était pas un fleuron dans la conception très sophistico-élitiste française du marché du haut enseignement spirituel, mais pour ce qui est de la qualité purement intrinsèque d'une école de commerce je pense que c'était le top du top devant HEC et autres. D'ailleurs tous les anciens de l'ISG (à part moi damned....) ont des super situations, directeurs de boîtes, possédant leur propre organisation, etc...

Bon ça te va là, t'es calmé ?

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buck

euh zen tout de meme...

L'atome est qd meme pas mal etudie analyser ...
On peut totu a fait voir les atomes avec les systemes actuels, les TEM que j'ai me permettent de voir les qq couches d'atomes dans un l'oxyde d'un transistor.
On est meme capable de voir le contenu des atomes voir meme des protons et neutrons.
Les schemas presentes ici permettent de mieux visualiser ce qu'il se passe en realite, le but n'est aps de voir la roue tourner, mais d'etre sur qu'elle tourne...
Je peux te garantir que ce que tu voit parfois ne correspond pas la realite (illusions optiques ca te dit qqchose?)

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Obiwan

Salut Buck, tu ne peux pas envoyer une photo de ce que tu voies (de ce que ton TEM a pris) ? Pour ce qui est de la roue qui tourne, aaaah... on est d'accord ! Il n'y a donc pas de roue avec un essieu et compagnie... J'aimerais bien voir quand même le phénomène observé. Tu vois peut-être une sorte de tourbillon sur l'image, c'est ça... (?)

D'accord avec toi pour les illusions, je te rassure. Dans ma dernière ingestion de champignons hallucinogènes je peux même te dire que les choses étaient relativement très, vraiment très, très différentes de la réalité :D . Même si étonnemment précises à la manière d'une image de synthèse d'ailleurs.

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buck

re
la pour l'instant je ne peux pas mettre l'image que j'ai en ligne (pas les autorisations ftp pour) mais ce soir ca devrait etre faisable

Pour la roue (imagee) ben a priori si: tu as une molecule qui vue de profil, a trois pans qui est relie a une autre molecule de meme type par une liaison droite (chaine carbonee ou qq chose comme ca), c'est ce que tu vois sur la premiere image.

sinon une des premieres "images" d'atomes realisee:

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Obiwan

Tu te moques de moi Buck... :jap: ?
Alors là j'aimerais bien voir ta molécule avec tes liaisons de carbone quand même, j'attends avec impatience ta photo !! (si tu as besoin de photoshop pour arranger la chose, je peux te l'envoyer arf arf.. :D ).

Pour ce qui est de la photo de l'atome. Moi je vois une plaque de métal avec quelques sommets neigeux ou des petits-suisses posés à l'envers, elle est bien loin l'image de mon enfance avec une petite sphère et une autre plus petite qui tourne autour.......... Faux, fini je ne crois plus à la science Alleluia, tu as perdu Buck. seigneur tu m'as ouvert les portes reçois ton fils bienheureux dans ta lumière et éclaires-le vers la quête de la vérité pour des siècles et des siècles aaaaaaaaaaaaamen....

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buck

no more comments...

si tu es aussi doue en com qu'en science il y a des choses qui doivent s'expliquer

MA
Mantis

Obiwan, je crois que la force a fait des ravages chez toi.
Tu sais qu'un sabre laser ca ne se snif pas ?

Tu sais aussi que tu devrais arreter d'utiliser ton ordinateur pour venir poster tes commentaires ici ?
Parcque dans ton bloc de plastique et de feraille que tu peux voir et toucher et donc ne pas douter, il y a pleinnnnnnnn d'atomes.
Et particulièrement dans la composition des elements qui permettent a ton ordinateur de fonctionner.

Enfin voilà, Que le Silicium soit avec toi. :lol3:

P.S: Laurelyn Rocks.

Her fellow :sol:

J-
J-B

Que veux-tu dire obiwan par "je ne crois polus à la science" ?

Tu ne penses plus que la méthode scientifique est une méthode respectable ??

Quel est ton problème en fait ? Par exemple pourquoi cette réaction devant l'image de buck ???

Et quel problème vis-à-vis de la représentation naive des atomes que tu évoques ???

Je commence à croire que tu trolles...

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Obiwan

Oui eh oh bon, je ne suis pas scientifique moi désolé...
Vous n'avez qu'à m'apprendre... :sol:
S'agissant de la science aujourd'hui (enfin ce que j'en connais et telle qu'elle se présente sur des sites comme celui-ci et avant discussion) , il m'apparait que c'est la plus grande religion farfelue du 20ème/21ème siècle et que c'est incompréhensible si on rentre un peu dedans, ou faux. On invente des entités, au départ l'atome, l'électron puis les protons, neutrons, la sainte trinité du quark ; on les affuble de propriétés, on définit des sortes de fantomes comme les Fermions méson ou Boson de Higgs ou je ne sais, des concepts énergétiques "spinoïdes" ou autre, on établit de gigantesques formules mathématiques, parle de molécules spirituelles maintenant je crois. Tout ça m'interpelle...

J'ai l'impression qu'on cherche à nous mentir... Enfin c'est pas très catholique tout ça si je puis avoir l'outrecuidance de me permettre.. et j'aimerais bien en savoir plus, découvrir. Je voudrais aussi construire un vaisseau spatial qui avance beaucoup plus vite que la lumière et je pense que c'est très facile mais où aller, zat is ze question to be or not to be... zat's what is asking obiwan kenoby...

J-
J-B

Bon, je vois que tu continues à refuser t'utiliser ton cerveau... J'arrête ici cette conversation sterile.

MA
Mantis

Tu es philosophe ? J'en doute. Tu n'es pas grand chose. Tu as des references c'est dejà pas mal.
Que reproche tu aux mathématiques ? L'invention du chiffre ou du 0 ?
Tu aurais preféré que ca s'appelle autrement ? Ca aurait pu et ce n'est pas l'important. Ce sont des nomenclatures que nous utilisons pour nous comprendre.
Les molecules te genes (ahaha) ? Pourquoi ? Ce ne sont pas des inventions issues d'un livre sacré.
Tu crois que le microscope nous ment ? Tu ne sais probablement pas comment cela fonctionne. Tu ne crois pas aux lentilles, pas de chance tu en a une pile dans chaque oeil.
Les premieres bactéries ne sont pas le fruit de ses damnées manipulatrices que sont les lentilles.
Quand bien meme, que ces erreurs sont belles car toutes les applications qu'ont a fait des ces mensonges sont rudement efficaces.
La science est issue de l'experience.
Tu peux contester la science la n'est pas le probleme. Seulement ton raisonemment est totalement ridicule.
D'ailleurs tu n'as aucun raisonnement.
Oui la science remplace la religion pour certain, mais on ne demande a personne une croyance aveugle bien au contraire.
Einstein n'est pas un prophète intouchable, et d'ailleurs il est remis en question.
Enfin tu n'as surement pas grand chose a faire, tu as suivi un cours de philosophie concernant Descartes et maintenant tu veux tout remettre en question.
N'oublie pas tout de meme la seule chose qui ne peut etre remise en question c'est l'Existence de Dieu.
Amen.

La force fait bien des ravages... :jap:

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Obiwan

Ah lala... humble Mantis, il est temps d'aller t'acheter une bible et de regarder l'univers autour de toi... je ne répondrai pas à cette calomnie subversive issue d'un esprit blasé et trop enterré dans la matière. S'agissant simplement de la lentille, je te dirai si tu le souhaites : Postulat No1 et universel. Lorsque tu observes un objet à travers le prisme d'un autre objet, ce que tu vois n'est pas l'objet initial. C'est l'objet dans le prisme de cet autre objet. Soit donc un autre objet. Reviens sur terre, mon ami. Come back to the earth. 1+1=2. Et non 2,00124. Pour la lentille de mon oeil, c'est la mienne, conçue par moi et en relation directe avec mon psychisme, ça n'a rien à voir.

Tiens j'ai inventé une nouvelle technologie pour toi. C'est la picothechnologie !! Révolutionnaire !!!!! A l'intérieur des nano-concepts. En fait dans les particules actuelles de matière et d'antimatière existe une autre classe de particule qui obéissent à d'autres loi physiques encore inconnues aujourd'hui. Ce sont les proto-antiparticules de Bokowski. Avec ces particules, non seulement on pourra faire fonctionner le corps humain et la matière en y intégrant des appareils nanotechnologiques comme celui mentionné plus haut, mais en plus on pourra faire fonctionner ces appareils, entrer au coeur même de l'antimatière et de l'univers et gérer les mécanismes quantiques et anti-quantiques de tous les systèmes existants !! Révolutionnaire..... fffiou... là je peux te dire que je vais être capable de le sniffer mon sabre laser... Avec l'accord et l'aval de lord Mani Bhaumik bien entendu, 1er chevalier Jedi interstellaire...

Bon Buck Rogers, elle arrive ma photo de l'essieu ? :D

IL
Illuminatus

Oulala...Dit Obiwan ne sois pas tellement sarcastique quand meme, ce site veux donner des info scientifiques, si tu n'es pas d'accord avec ce que ce site t'offre ou bien tu ne le vois pas :D ou bien tu fait un poste pour critiquer les info donnees.
(si tu veux debattre les questions existentielles du genre "qui a cree le monde" tu peux venir lancer tes croisades dans mon poste
viewtopic.php?t=7710. En commentant de la sorte tu es vu dans ce site comme Luther king etait vu par l'eglise au debut de son schisme.... :D )

Le reste est a toi de voir.
Que la force reste avec toi :jap:

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cyrille

Toujours aussi consternant !

Faudrait poser ton pétard de temps en temps!

A quoi ca te d=sert de considérer les autres comme d'ignares incapables?
Si tu est si malin que ca on attends un peu ta connaissance que tu deversera a plains seaux dans nos boites craniennes on ne peut plus vides!

Rappelle toi un peu que pour parler de quelque chose il faut dominer un minimum le sujet , ce qui manifestement n'est pas le cas.

Il apparait de plus en plus que ton ignorance t'investit d'une mission d'enseignement, voire une croisade conytre le savoir et, si j'ose dire, de l'entendement humain.

Quand tu déclares que tu viens pour apprendre la science, le minimum , ca serait d'écouter un minimum les intervenants, et, comme tout le monde, d'un zeste d'humilitée. Ca serait netemment plus agréable que de te voir nous vomir dessus une logorrhée pseudo scientiste teintée d'une mystique débilitante et d'un mépris crasse des autres.

Il serait temps que tu comprenne que la science ne relève pas de la croyance mais dee la raison. Il n'y a donc aucune légitimité à croire (ou non ) à la science.

Toi qui te dis philosophe, apprends d'abord à réfléchir, ce sera un petit pas pour toi mais un grand pour la santé nerveuse de ce forum !

Je sais , le ton de ce post est un peu violent mais j'aime pas qu'on me ch... dans les bottes d'une manière aussi éhontée !

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Obiwan

Oui bon ça va ça va, pas de panique je m'en vais guerroyer ailleurs. Je dois confondre savoir et science aussi, je vais aller de ce pas "perturber" ton lien Illuminatus... eh mais c'est pas ma faute non plus y'a l'autre avec sa guitare, l'autre Ze vénérable avec la tête de Panoramix je croyais qu'on pouvait raconter un peu n'importe quoi moi dans ces forums ou déclamer ses "vers" artistiques...

Bon Buck quand même si jamais tu as une photo de l'essieu avec les roues, ton humble et dévoué serviteur Obiwan Kenoby, esclave apprenti soumis 1ère génération, t'en sera éternellement reconnaissant...

PA
Pago

hu hu hu ^^

J'aime vraiment ce post. Toutes ces réponses des plus sérieuses à un individu qui soit ce moque profondemment des membres de ce forum (wouha, quelle blague !), soit a besoin d'aide tout simplement.

MA
Mantis

Je suis allez voir ton blog et je crois que ca ne sert a rien de te répondre.
Tu te prend pour le Roi soleil, tu as l'air bien frappé.
Et apparement tu entreprends la construction d'un vaisseau :fada: Je crois avoir vu une emission de toi dans Strip tease qui s'intitulait La soucoupe et le perroquet.
J'adore les diahrées verbale que tu nous pond, tu fais l'effort de prendre des references, ce qui ne montre pas pour autant ton intelligence vu l'usage que tu en fais.

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Obiwan

Mes bien chers et humbles amis,
Je m'en vais répondre à vos post.
Je ne peux que vous dire ainsi.
Vous avez tort et je le poste... :)

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cyrille

C'est ce qu'on appelle un argument massue !
Mais on attends que tu developpe !

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Obiwan

Fffffff... ah non je suis fatigué là. Votre esprit cubique m'a épuisé.

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cyrille

Comme quoi t'es pas si malin.

Tu connais le zozo qui a inventé le mouvement perpétuel sur ce forum? Toi et lui vous dvriez bien vous entendre quoqu'en physique, il a une théorie bien a lui !

Repose toi bien !

MA
Mantis

Chaque forum a son boufon. :fada: