Une équipe de chercheurs de la Freie Universität Berlin, coordonné par José Ignacio Pascual, ont développé une méthode qui permet d'utiliser efficacement le mouvement aléatoire d'une molécule pour faire osciller un levier à l'échelle macroscopique. La recherche a été publiée dans Science .

Dans la nature, des processus tels que le mouvement des fluides, l'intensité des signaux électromagnétiques, compositions chimiques, etc., sont soumis à des fluctuations aléatoires qui sont normalement appelées « bruit ». Ce bruit est une source d'énergie et son utilisation pour entreprendre une tâche est un paradigme que la nature a montré possible dans certains cas.

Les recherches menées par José Ignacio Pascual et publiées dans Science, focalisé sur une molécule d'hydrogène (H 2 ). Les chercheurs ont placé la molécule dans un très petit espace entre une surface plane et la pointe acérée d'un microscope à force atomique ultrasensible. Ce microscope utilisait le mouvement périodique de la pointe située à l'extrémité d'un oscillateur mécanique très sensible afin de « ressentir » les forces qui existent à l'échelle nanométrique. La molécule d'hydrogène se déplace de manière aléatoire et chaotique et, quand la pointe du microscope s'en approche, la pointe heurte la molécule, faire bouger l'oscillateur ou le levier. Mais ce levier, à la fois, module le mouvement de la molécule, résultant en une « danse » orchestrée entre la pointe et la molécule « bruyante ». "Le résultat est que la plus petite molécule qui existe, une molécule d'hydrogène, « pousse » le levier, qui a une masse 10 ¹⁹ plus grand; dix mille milliards de fois de plus !", a expliqué José Ignacio Pascual.

Le principe sous-jacent est une théorie mathématique connue sous le nom de résonance stocastique qui décrit comment les mouvements aléatoires d'énergie sont canalisés en mouvements périodiques et, Donc, peut être exploité. Avec cette recherche, il a été montré que ce principe est respecté à l'échelle nanométrique.

« Dans notre expérience, le "bruit" de la molécule est fait en injectant du courant électrique, et non la température, à travers la molécule et, Donc, fonctionne comme un moteur convertissant l'énergie électrique en énergie mécanique", a déclaré José Ignacio Pascual. Ainsi, l'un des aspects les plus prometteurs de ce résultat est qu'il peut être appliqué à la conception de molécules artificielles, qui sont des molécules complexes conçues pour pouvoir osciller ou tourner dans un seul sens. Les auteurs ne rejettent pas, de plus, que cette fluctuation moléculaire peut être produite par d'autres sources, comme la lumière, soit être réalisée avec un plus grand nombre de molécules, même avec des compositions chimiques différentes.