Construire un nanorobot, c'est facile : nous avons vu que la miniaturisation
n'était pas un vrai problème. En revanche, un nanorobot capable de bouger tout
seul, d'effectuer des opérations complexes et de trouver sa propre énergie, c'est
un vrai défi. Pour trouver des solutions, l'homme ne fait que s'inspirer du vivant.
Un nanomoteur à ATP
L'ATP (adénosine triphosphate), la principale source d'énergie de notre organisme,
est synthétisée par l'ATPase, une enzyme complexe qui n'est rien d'autre qu'un
moteur miniature. Elle est constituée d'un rotor et d'un essieu qui lui est solidaire.
Ce dernier est entraîné par l'énergie d'un proton quand ce dernier se fixe dessus.
Le professeur Kazuhiko Kinosita, du Département de physique de l'Université Waseda
(Tokyo), a tout simplement copié le mécanisme pour fabriquer un nanomoteur à ATP.
Il effectue jusqu'à 8000 tours par minute.
| La nanovoiture |
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Elle mesure à peine 4 nanomètres de long et 3 nanomètres de large.
On pourrait en garer 20 000 dans la largeur d'un cheveu humain ! Elle est constituée
d'une seule molécule : un chassis en H du groupe alkyle et 4 roues en molécules
en p-carborane, un assemblage d'atomes de carbone, d'hydrogène et de bore.
C'est la liaison chimique entre les roues et l'essieu qui permet une libre rotation.
Alors que la première version avait besoin d'une énergie extérieure,
le nouveau modèle marche à l'énergie solaire : quand la lumière arrive sur le
moteur, il fait tourner les roues comme pour un bateau à aubes.
Pour l'instant, la nanovoiture ne peut rouler que sur une surface en
or, qui mi minimise les risques d'interaction chimique avec les roues. Et encore,
la surface doit être chauffée à 200°C, sinon la voiture reste "collée". Il n'en
reste pas moins que la construction de cet engin constitue un exploit technologique.
L'équipe planche maintenant sur un "nanocamion" capable de transporter un "chargement"
d'atomes, un nanotrain, et une voiture à six roues. Image © T. Sakasi
/ Rice University
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Mi-vivant, mi-robot
Des chercheurs de l'université de Los Angeles ont réussi à construire un nanorobot
à partir de cellules musculaires de rat greffées sur un squelette composé de silicium.
A terme, de tels robots pourraient être envoyés à l'intérieur du corps pour y
réaliser des opérations de microchirurgie. Ils seraient entièrement autonomes,
utilisant l'énergie de l'ATP pour se mouvoir.
Des chercheurs hollandais ont eux mis au point un moteur avec un polymère contenant
des atomes de fer, qui s'oxydent au contact d'une surface en or. Il produit des
ions de charge positive qui se "repoussent" avec ceux de la chaîne polymère. Celle-ci
se déploie alors, et se replie lors du processus de réduction. D'après ces chercheurs,
la puissance du moteur moléculaire suffit pour activer les nanopompes, les nanosoupapes
et les nanoleviers, bref, à rendre les nanocomposants autonomes. Il n'a pour l'instant
qu'un efficacité de 5%, mais il devrait s'améliorer rapidement.
