Des chercheurs de l'Université d'Uppsala et du Brésil ont développé un nouveau type de nanocapteur capable de détecter des molécules uniques. Le nanocapteur, comprenant une combinaison de deux matériaux différents, a été utilisé pour identifier les différents éléments constitutifs de l'ADN.

Ce qui est vraiment révolutionnaire dans cette étude, c'est qu'elle a réussi à combiner le graphène, qui est électriquement conducteur, et le nitrure de bore, qui est isolant, dans le même matériau bidimensionnel. Précédemment, ces deux substances n'ont été utilisées séparément que pour tenter de détecter des molécules.

La détection de molécules individuelles est d'une grande importance en médecine et en soins de santé, mais les méthodes actuellement disponibles sont généralement trop compliquées et coûteuses pour être largement utilisées.

L'étude a appliqué le nanocapteur pour détecter les quatre nucléotides naturels, qui sont les éléments constitutifs de l'ADN, et a ainsi découvert un nouveau moyen rapide et peu coûteux de séquencer l'ADN en mesurant un courant électrique.

Dans les simulations informatiques, un petit trou, appelé nanopore, a été créé à l'interface entre les deux substances, et une petite chaîne de matériau électriquement conducteur ainsi formée entre le nanopore et le nitrure de bore isolant. Lorsque les molécules se déplacent à travers le nanopore, le potentiel électrique de la chaîne est modulé et la conductivité du matériau est donc affectée. En mesurant le courant électrique dans le matériau, les molécules peuvent être identifiées par leur moment dipolaire caractéristique.

L'étude comprenait également du fluorure d'hydrogène, une petite molécule avec un grand moment dipolaire électrique, qui est un système modèle idéal pour mieux comprendre comment le nanocapteur peut détecter les molécules plus grosses et plus complexes.

"Les simulations informatiques ont été réalisées dans le vide, et les molécules étaient fixées par rapport à la chaîne carbonée et au nanopore. Dans les études futures, nous voulons examiner les aspects dynamiques du système. Ce sera passionnant, par exemple, pour voir comment les capteurs réagissent à l'eau", dit Ralph Scheicher, Professeur adjoint de théorie des matériaux au Département de physique et d'astronomie.