Les scientifiques de l'Université d'Hokkaido ont fabriqué un cristal qui bascule de manière autonome d'avant en arrière tout en modifiant ses schémas de retournement en fonction des conditions d'éclairage. Leurs découvertes, publié dans une revue de Chemistry Europe, rapprocher les scientifiques de la compréhension de la façon de construire des robots moléculaires capables d'exécuter des tâches complexes.

Une multitude de fonctions auto-contrôlées, comme le métabolisme, se passe à l'intérieur de notre corps nuit et jour. Les scientifiques veulent fabriquer des matériaux et des architectures moléculaires qui peuvent fonctionner de la même manière par eux-mêmes.

Le physicien-chimiste de l'Université d'Hokkaido, Yoshiyuki Kageyama, et ses collaborateurs avaient précédemment observé un mouvement de basculement oscillant auto-entraîné dans un cristal formé de molécules d'azobenzène et d'acide oléique. Les molécules d'azobenzène sont formées de deux cycles composés d'atomes de carbone et d'hydrogène, reliés par une double liaison azotée. Ces molécules reçoivent la lumière incidente et convertissent l'énergie lumineuse en mouvement mécanique, conduisant au mouvement de retournement répétitif.

Les scientifiques ont voulu mieux comprendre ce qui anime ce mouvement autonome, ils ont donc mené des tests intensifs sur des cristaux composés uniquement d'azobenzène.

Ils ont découvert que les molécules à l'intérieur des cristaux étaient disposées en alternance de couches clairsemées et denses. Les couches denses maintiennent le cristal ensemble et l'empêchent de se décomposer, tandis que les rares permettent la photoréaction.

Le groupe a également découvert que le cristal était retourné différemment, ou n'a pas basculé, lorsqu'une lumière polarisée - qui oscille dans une seule direction - était appliquée avec des angles différents. Cela suggère que les molécules d'azobenzène jouent des rôles différents selon leur position dans le cristal; Quand ils reçoivent la lumière, certaines molécules agissent comme des centres de réaction pour initier le comportement périodique tandis que d'autres molécules modulent le mouvement.

« Ce comportement autonome représente une réponse à une information contenue dans la source d'énergie, l'angle de la lumière polarisée dans ce cas, se traduit par une riche variété de mouvements, ", déclare Yoshiyuki Kageyama. "Nous espérons que nos découvertes permettront de poursuivre les recherches sur la construction de robots moléculaires autonomes."