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  • La première course internationale au monde pour les voitures moléculaires, la course de nanocars

    Crédit :CNRS (Délégation Paris Michel-Ange)

    Les nanocars concourront pour la première fois lors d'une course internationale de molécules-voitures les 28 et 29 avril, 2017 à Toulouse (sud-ouest de la France). Les véhicules, qui se composent de quelques centaines d'atomes, sera alimenté par des impulsions électriques infimes pendant les 36 heures de course, dans lequel ils doivent naviguer sur un hippodrome fait d'atomes d'or, et mesurant au maximum 100 nanomètres de longueur. Ils s'affronteront sous les quatre pointes d'un microscope unique situé au Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) du CNRS à Toulouse. La course, organisé par le CNRS, est avant tout un défi scientifique et technologique, et sera diffusé en direct sur la chaîne YouTube Nanocar Race. Au-delà de la concurrence, l'objectif global est de faire avancer la recherche dans l'observation et le contrôle des molécules-machines.

    Plus qu'un simple concours, la Nanocar Race est une expérience scientifique internationale qui se déroulera en temps réel, dans le but de tester les performances des molécules-machines et des instruments scientifiques utilisés pour les contrôler. Les années à venir verront probablement l'utilisation de telles machines moléculaires - activées individuellement ou de façon synchronisée - dans la fabrication de machines courantes :construction atome par atome de circuits électroniques, déconstruction atome par atome des déchets industriels, captation d'énergie... La Nanocar Race est donc une opportunité unique pour les chercheurs de mettre en œuvre des techniques de pointe pour l'observation simultanée et la manœuvre autonome de telles nano-machines.

    L'expérimentation a débuté en 2013 dans le cadre d'un panorama de la recherche sur les nano-machines pour une revue scientifique, quand l'idée d'une course automobile a pris forme dans l'esprit de Christian Joachim (aujourd'hui directeur de course) du CNRS et de Gwénaël Rapenne, un Professeur de chimie à l'Université Toulouse III - Paul Sabatier. Trois ans plus tard, les nanocars sont opérationnelles et prêtes à s'affronter sur la surface dorée du circuit. Il y a eu de nombreux défis dans l'organisation de cette course, de la sélection de l'hippodrome, qui doit accueillir tous types de molécules-voitures, à adapter le microscope à effet tunnel. Les équipes participantes ont également dû surmonter une série de tâches difficiles (déposer et visualiser les molécules sous le microscope), ainsi que répondre à de nombreux critères (la structure et la forme de propulsion des molécules) pour participer à cette course. Sur les neuf équipes ayant postulé avant fin mai 2016, six ont été sélectionnés, et quatre prendront leur place sur la ligne de départ du microscope à 4 pointes le 28 avril, 2017 pour la course de 36 heures à Toulouse.

    Les défis auxquels seront confrontés les chercheurs dans la course seront autant d'avancées dans de nouveaux domaines de la chimie et de la physique. Dans le processus, chaque équipe développera de nouvelles compétences, Les données, et un savoir-faire qui contribueront un jour au développement de la chimie de surface (qui permet la synthèse chimique directement sur une surface particulière), ou dans la nouvelle science des surfaces connue sous le nom de science des membranes, qui permet de déposer une molécule-machine à la surface d'une cellule, ou pour contrôler le mouvement d'une seule molécule dans un liquide.

    Le microscope CEMES-CNRS est le seul au monde à permettre à quatre expérimentateurs différents de travailler sur une même surface. Le développement de tels microscopes multipointes permettra de synchroniser un grand nombre de molécules-machines afin d'augmenter la capacité, par exemple pour stocker de l'énergie ou la capturer à partir d'une surface métallique chaude. Une véritable « technologie atomique » est en train de naître.

    Les règles de la course :

    • L'hippodrome :20 nm + un virage à 45° + 30 nm + un virage à 45° + 20 nm, pour un total de 100 nm
    • Durée maximale de 36h
    • Autorisation de changer de nanocar en cas d'accident
    • Pousser sa nanocar est interdit
    • Un secteur de la surface aurifère par équipe
    • Maximum 6 heures pour nettoyer sa portion de parcours avant de commencer
    • Aucun changement de pourboire autorisé pendant les 36 heures



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