(Phys.org)—L'une des premières machines d'Ozgur Sahin était un dispositif d'addition mécanique fabriqué à partir de Legos. Il l'a fait quand il avait 11 ans et n'a pas arrêté de fabriquer des gadgets depuis. À l'école supérieure, Sahin a créé un microscope à force atomique qui pouvait mesurer les forces mécaniques au niveau moléculaire, remportant le grand prix du concours des inventeurs collégiaux du National Inventors Hall of Fame.

Aujourd'hui, une version raffinée du microscope est le principal outil de recherche de Sahin. Avec lui, le professeur agrégé de sciences biologiques et de physique est capable d'étudier des substances à l'échelle nanométrique, avec des implications allant de la santé et de la prévention des maladies à l'énergie alternative.

"Les scientifiques travaillent toujours à faire de meilleurs microscopes pour voir des choses de plus en plus petites, mais ce que mon laboratoire veut faire, c'est identifier non seulement les formes et les emplacements des objets, mais aussi quelles sont leurs propriétés physiques, " explique Sahin.

Sa version consiste en un porte-à-faux avec une pointe en silicone pointue qui agit comme un doigt pour balayer la surface d'un objet et se plie en réponse à la force. Sahin compare le processus à la capture de poisson. Par exemple, s'il met un bout d'ADN sur l'aiguille comme appât, lorsqu'il rencontre une séquence moléculaire correspondante, il répondra avec une certaine force.

Tout ce qui combine, des acides aminés à l'ADN, génère de la force, c'est ce qu'il se propose de mesurer. Le porte-à-faux le mesure via la torsion, flexion et liaison de la molécule cible. "Nous nous appuyons sur les forces et leur évolution, " dit Sahin. " Le résultat final est vraiment simple mais il se passe tellement de choses. C'est de la physique classique."

Un domaine de recherche en croissance dans son laboratoire de nanosciences du Northwest Corner Building est la compréhension des spores bactériennes. Sahin était curieux au sujet de Bacillus, un type de bactérie que l'on trouve couramment dans le sol. Les spores de Bacillus ont des rides en accordéon. Dans des conditions humides, les spores absorbent l'humidité de l'air, et les rides se déplient et changent jusqu'à 40 pour cent de volume.

"La plus grande source d'énergie dans la nature est l'évaporation, " a déclaré Sahin. " Notre climat est alimenté par l'évaporation de l'eau des océans, et nous n'avons aucun moyen d'accéder à cette énergie. Nous pouvons accéder à l'énergie éolienne mais pas à l'évaporation. Cela peut être une ouverture pour une toute nouvelle plate-forme énergétique."

Tout mouvement prend de l'énergie. Considérant combien les spores changent, Sahin a pensé qu'il pouvait exploiter le mouvement et le convertir en énergie. "Nous avons remarqué que les spores en expansion et en contraction peuvent agir comme un muscle, pousser et tirer d'autres objets, " explique Sahin.

Le 7 novembre édition 2012 du Journal de la Société royale , Sahin a publié ses découvertes sur la façon dont les rides apparaissent et pourquoi - c'est un mécanisme de survie pour protéger le matériel génétique des spores. Le département américain de l'Énergie soutient d'autres recherches pour étudier la force des rides qui se déplient et pour construire de nouveaux types de matériaux en assemblant les spores dans des structures plus grandes. Le travail peut éventuellement conduire au développement d'une batterie qui peut utiliser l'énergie des spores.

Une application possible est un revêtement industriel fait de spores qui peuvent être peints sur un flexible, matériau caoutchouteux, qui se courberait en fonction du niveau d'humidité. Sahin compare la production potentielle à l'énergie solaire.

Sahin a été encouragé très tôt à cultiver une telle pensée créative par son père, un chirurgien, et mère, un enseignant. Il a grandi près d'Ankara, Turquie, et au lycée, il était l'un des cinq étudiants choisis pour représenter son pays aux Olympiades internationales de physique.

Après avoir fréquenté l'université de Bilkent, il a déménagé aux États-Unis en 2001, obtenir sa maîtrise et son doctorat. à Stanford. Sahin a été Rowland Junior Fellow à Harvard pendant plusieurs années avant de venir à Columbia en 2011. "Mes parents ont souligné l'importance d'apprendre de nouvelles choses, " Sahin dit. " J'ai toujours eu l'état d'esprit que je pouvais faire et créer des choses moi-même. "