Un prix Nobel de chimie qui en a sous le capot (Octobre 2016)

Oui, on vous en a déjà beaucoup parlé. Le Prix Nobel de Chimie a, cette année, été remis à trois chercheurs, dont le français Jean-Pierre Sauvage de l’Université de Strasbourg dans un département déjà récompensé par un Nobel en 1987. A trois, ils ont mis au point des molécules dont « les mouvements sont contrôlables, qui peuvent accomplir une tâche lorsqu'on leur fournit de l'énergie ». De vrais petits moteurs ! Mais savez-vous comment marchent ces bébés moteurs de taille chouillique tout mignons ?

Les trois lauréats: Jean-Pierre Sauvage, J. Fraser Stoddart et Bernard L. Feringa
thehansindia.com

Un peu de liaisons mécaniques...

Si vous voulez réaliser votre propre machine moléculaire, il vous faudra, tout d’abord, créer des liaisons de type mécaniques pour lier les molécules entre elles (des anneaux imbriqués par exemple). C'est sur ces liaisons que se base la création de machines moléculaires. Basiquement, les molécules sont reliées entre elles par des liaisons dites covalentes (les atomes partagent leurs électrons). Si elles peuvent vibrer et faire plein de choses super sympa, elles ne sont pas mobiles les unes par rapport aux autres. C’est là qu’intervient notre français. Jean-Pierre Sauvage a notamment mis au point une réaction au rendement dix fois supérieur à celui des réactions connues pour parvenir à créer ces liaisons mécaniques. Mais ce prix Nobel ne récompense pas ces procédés de synthèse mais bien le développement de véritables machines moléculaires. Sauvage est le premier à s’intéresser véritablement à la création de ces liaisons mécaniques et à s'essayer aux machines moléculaires.

Structure obtenue par rayon X d'un 
« muscle » moléculaire
@Jean-Pierre SAUVAGE/CNRS Photothèque

Un peu d'imagination...

Il réalise ainsi au début des années 2000 des muscles artificiels (sorte de piston où deux molécules coulissent l’une dans l’autre). Un des lauréats, Stoddard, réussit lui aussi à mettre en mouvement ces molécules, en créant par exemple des nano-ascenseurs. Enfin, Feringa (le troisième, héhé) crée, en 1999, un véritable moteur moléculaire : une molécule qui tourne toujours dans le même sens, comme des hélices ! En 2011, c’est carrément une nano « voiture » qu’il fait avancer !

Et après?

Ce prix Nobel de Chimie est décerné pour des travaux avant-gardistes, un peu comme si l’inventeur du moteur thermique avait été récompensé en son temps. Les machines moléculaires seront probablement utilisées dans des nouveaux matériaux, des capteurs, des systèmes de stockage d'énergie ou même dans le corps humain, pour transporter des molécules actives avec une précision inégalable. Tout un monde à inventer !

Sources : Pour la Science, Actualités, 05/10/2016 ; lejournal.cnrs.fr

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