Imaginez le mariage de métaux durs ou de semi-conducteurs avec des produits organiques ou biologiques mous. Imaginez l'étrange, progéniture merveilleuse - des matériaux hybrides jamais conçus par Mère Nature.

Les applications en médecine et en fabrication sont stupéfiantes, dit le biologiste Steven Lenhert, le plus récent visage du corps professoral des nanosciences à la Florida State University.

Que diriez-vous d'un téléphone mobile équipé d'un « laboratoire sur puce » qui peut diagnostiquer une maladie ? Cela et bien d'autres encore sont de réelles possibilités, selon Lenhert.

« La nanotechnologie sauve déjà des vies, et sera crucial pour la durabilité de la vie telle que nous la connaissons sur Terre, " il a dit.

Lenhert est l'auteur principal d'un article révolutionnaire publié dans l'édition d'avril 2010 de Nature Nanotechnologie .

A 32 ans, il est reconnu internationalement pour son travail innovant dans le domaine en évolution de la bionanotechnologie - l'union de la biologie et de la nanotechnologie - et un processus connexe, Dip-Pen Nanolithographie (DPN), qui utilise un pointu, dispositif semblable à un stylo et « encre » pour « écrire » des motifs à l'échelle nanométrique sur des surfaces solides. Les deux sont capables de produire des matériaux avec un potentiel énorme non seulement pour des applications de diagnostic dans les soins de santé, mais aussi pour pratiquement tous les domaines qui utilisent des matériaux, de l'ingénierie tissulaire à la découverte de médicaments en passant par la fabrication de puces informatiques.

En d'autres termes, c'est une technologie de grande envergure à l'échelle nanométrique. La nanotechnologie englobe des objets qui ne mesurent que 100 nanomètres ou moins dans au moins une de leurs dimensions. Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre.

"Pensez à un nanomètre comme la longueur d'un cheveu en une seconde, " a déclaré Lenhert.

L'État de Floride a embauché Lenhert pour renforcer davantage le groupe interdisciplinaire de professeurs qui forment l'Institut intégratif de nanosciences (INSI) - un élément clé de l'ambitieuse initiative Pathways of Excellence de l'université. Ses travaux de pointe en nanobiologie devraient constituer un complément idéal à la recherche en science des matériaux et en ingénierie déjà en cours là-bas.

Ensemble, ils veulent faire de l'institut un centre de bionanotechnologie de classe mondiale.

En tant que membre de l'INSI, Lenhert collaborera aux recherches de pointe de l'Institut avec d'éminents professeurs de biologie cellulaire et moléculaire, chimie et biochimie, la science des matériaux, génie chimique et biomédical, et physique.

L'article que lui et ses collègues ont publié (« Lipid multilayer grilles ») dans Nature Nanotechnologie décrit une technique basée sur le DPN qu'il a conçue dans ses anciennes institutions, Université allemande de Münster et Karlsruhe Institute of Technology. La technique a des applications biologiques prometteuses. Il permet la détection codée par couleur de diverses molécules par diffraction de la lumière et des fines, couches nanométriques de lipides.

"Nous nous sommes retrouvés avec une classe de matériaux fondamentalement nouvelle - en effet, un biométamatériau, qui est un biomatériau qui n'existe pas dans la nature, " a déclaré Lenhert.

"Il agit comme un biocapteur, qui répond à la présence d'un agent biologique en associant un élément biologique sensible à un dispositif physique, " dit-il. "Notre biocapteur fabrique en fait le dispositif physique à partir de l'élément biologique lui-même.

« L'application réelle la plus proche de ce matériau est le diagnostic médical, " dit Lenhert. " L'idée serait d'avoir un portable, puce abordable et jetable qui pourrait permettre à votre téléphone portable de diagnostiquer des conditions médicales qui nécessitent actuellement une visite chez un médecin et l'envoi d'échantillons à un laboratoire. Ce concept est connu sous le nom de "laboratoire sur puce, ' et il pourrait analyser, dire, sang ou urine. Un test de grossesse à domicile est un exemple similaire qui fonctionne déjà, mais d'autres types de tests nécessitent encore des tests réels, laboratoires avancés."

Lenhert est un maître d'échecs qui joue en compétition, quand il n'est pas dans son laboratoire. Né à Salt Lake City, il a obtenu son doctorat en 2004 de l'Université de Münster. Jusque récemment, il dirigeait un groupe de recherche en nanosciences en Allemagne. Puis, lors d'une conférence en 2009, il est tombé sur un dépliant de l'État de Floride sur l'Integrated NanoScience Institute.

"Il contenait ce que je considérais comme la description parfaite de ma motivation scientifique, " dit Lenhert. " Maintenant, je suis ici. Ce qui est le plus excitant et impressionnant pour moi, c'est la façon dont tous les membres de l'INSI, de divers départements de la FSU, se sentent soudainement à l'aise ensemble à cause du mot « nanoscience ».

"En tant qu'étudiant diplômé, j'ai eu la chance de pouvoir travailler comme un pont entre différents départements, dont la biologie, Médicament, chimie et physique, " at-il dit. " J'ai réalisé que beaucoup de solutions à un problème particulier pourraient déjà exister juste de l'autre côté d'une rue. C'est pourquoi j'aime le cluster INSI à Florida State, car il est basé sur ce principe.

"Steve Lenhert n'est pas un biologiste traditionnel - il fait aujourd'hui la biologie de demain, " a déclaré le professeur de la FSU Bryant Chase, président du département des sciences biologiques.

"Sa formation en nanotechnologie ainsi qu'en biologie lui permet de répondre à des questions biologiques à travers de nouvelles expériences qui n'auraient pas pu être réalisées auparavant, " Chase a déclaré. "Il est en train de concevoir de nouveaux
des outils aux applications sans précédent en science et en médecine. Il participe également à une initiative appelée « NanoProfessor, ' qui enseigne aux professeurs comment rendre les nanosciences plus accessibles et engageantes pour les étudiants de premier cycle. Steve est un « prodige ».