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Démultiplier l'action des nano-machines pour recréer un muscle
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On pourrait se croire en pleine science-fiction mais la nouvelle est tout à fait sérieuse : pour la première fois, des chercheurs du CNRS, menés par Nicolas Giuseppone, professeur à l'Université de Strasbourg, ont réussi à réaliser un assemblage de milliers de nano-machines capables de produire, comme le fait naturellement un muscle, un mouvement de contraction coordonné sur une dizaine de micromètres.
Cette nouvelle avancée majeure en matière de biomimétique ouvre de multiples applications non seulement en médecine mais également en robotique et en informatique.
Il existe dans la nature une multitude de machines « moléculaires » qui sont constituées d'un ensemble de protéines spécialisées et permettent les fonctions biochimiques essentielles de la vie, comme la synthèse de l'ATP qui approvisionne la cellule en énergie ou encore la division cellulaire. Nos muscles sont un parfait exemple de macro-systèmes regroupant des dizaines de milliers de nano-machines biologiques dont le rayon d'action n'est que de quelques micromètres mais qui possèdent l'extraordianire capacité de se coordonner et de s'autoassembler pour démultiplier leur puissance de manière très efficace.
Dans cette étude, les chercheurs ont réussi à synthétiser de longues chaînes de polymères et à intégrer par liaisons supramoléculaires des milliers de nano-machines, chacune pouvant effectuer des mouvements télescopiques sur une distance d'un nanomètre (un millardième de mètre).
Sous l'effet du pH, ces mouvements individuels entraînent une contraction coordonnée de toute la chaîne polymère qui peut ainsi s'étendre ou se contracter sur une dizaine de micromètres, soit une amplification d'un facteur 10 000 du mouvement initial, analogue à celui observé lors du fonctionnement d'un muscle.
A terme, on voit bien les immenses champs d'application. On peut notamment imaginer la fabrication de robots de toute taille ou de matériaux dont les composants et modules seraient constitués d'assemblage de ces machines moléculaires, ce qui leur conférerait des performances exceptionnelles en terme de rapport puissance-consommation d'énergie.
Article rédigé par Mark FURNESS pour RTFlash
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