(PhysOrg.com) -- Dans une étude récente, des chercheurs ont examiné la possibilité de faire rouler une nanotige à la surface de l'eau. A l'échelle macro, peut-être que l'analogie la plus proche pourrait être le sport du loch, dans lequel deux concurrents tentent de s'équilibrer sur une bûche la plus longue tandis que la bûche roule sur l'eau. Cependant, tandis que le journal de macro roule à cause des concurrents marchant dessus, la nanotige roulerait en devenant polarisée électriquement par un faisceau de lumière.

Les chercheurs, Lela Vuković et Petr Král de l'Université de l'Illinois à Chicago, ont développé un modèle d'une telle nanotige roulant sur l'eau. À l'aide de simulations de dynamique moléculaire, les scientifiques ont montré comment des nanotiges d'un diamètre de 3 à 10 nanomètres pouvaient rouler sur l'eau avec des vitesses de translation allant jusqu'à 5 nanomètres par nanoseconde. Leur étude est publiée dans un récent numéro de Lettres d'examen physique .

« Déplacer des nano-objets sur des fluides pourrait être plus simple que déplacer des objets macroscopiques en raison de la non-pertinence de la gravité, » a déclaré Vuković PhysOrg.com . « Nous sommes le premier groupe à avoir étudié sérieusement l'idée de faire rouler des nanotiges sur les interfaces air/liquide. Nos simulations de nanotiges roulantes confirment que l'on peut en principe utiliser les mêmes principes ou des principes similaires que la Nature utilise, où les araignées d'eau et même certains lézards peuvent marcher sur des fluides.

Afin de faire rouler la nanotige sur l'eau, les scientifiques ont expliqué comment charger la surface de la nanotige avec un faisceau lumineux incliné par rapport à la surface de l'eau. La lumière excite les chromophores de la nanotige, qui sont les parties des molécules qui absorbent les photons. Ensuite, les chromophores polarisés du nanotube sont attirés par les molécules hautement polaires de l'eau, faisant rouler la nanotige. En faisant correspondre le temps que le faisceau lumineux atteint les chromophores avec la vitesse de rotation des nanotiges, les chercheurs ont théoriquement montré qu'ils devraient être capables de faire rouler la nanotige à un rythme soutenu.

Comme les scientifiques l'ont expliqué, la nanotige doit s'accoupler suffisamment à la surface de l'eau pour être propulsée avec un glissement minimal, mais pas trop pour qu'il soit profondément enfoui et qu'il doive pousser beaucoup d'eau pour se déplacer. Pour déterminer comment la nanotige pourrait rouler le plus efficacement, les scientifiques ont analysé la chimie à l'interface nanotige-eau.

Dans leur modèle, les chercheurs ont également déterminé que la nanotige devrait être capable de tirer des objets qui y sont attachés lorsqu'elle roule sur l'eau. Cette capacité pourrait faire du système un candidat possible pour le transport de cargaison à l'échelle nanométrique au niveau cellulaire, qui pourraient être utiles dans des applications biologiques, comme la manipulation de grosses protéines.

"Potentiellement, on peut imaginer un réseau de nano-objets contrôlables de manière synchrone sur des surfaces liquides, ", a déclaré Král. « Ces objets peuvent avoir une variété d'applications dans la détection, ou la préparation du matériel. Nous pouvons également utiliser les nanotiges pour faire glisser de manière autonome une cargaison sur les surfaces fluides. Ils peuvent préparer de minuscules filets comme des bateaux de pêche pour de nouveaux types d'applications. Nous en saurons probablement plus sur les capacités réelles de ces systèmes après que nos premières expériences seront réalisées dans un avenir proche. »

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