La course la plus courte du monde par distance - une fraction de la largeur d'un cheveu humain - s'est déroulée sur des pistes d'or et d'argent, et a pris 30 heures. Étant donné que les véhicules étaient invisibles à l'œil nu, votre fan de course typique l'a peut-être manqué. Mais la "nanorace" d'avril a été un énorme succès pour les scientifiques travaillant à l'échelle nanométrique. Cela a stimulé l'intérêt pour les machines moléculaires et a conduit à une nouvelle découverte surprenante, rapporte l'équipe qui est entrée dans un « camion monstre » de taille nanométrique.

Les chercheurs présentent aujourd'hui leurs recherches sur les nanocars à la 254e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS). ACS, la plus grande société scientifique du monde, tient la réunion ici jusqu'à jeudi. Il comporte près de 9, 400 présentations sur un large éventail de sujets scientifiques.

« L'objectif principal était de faire connaître les nanosciences au public, " Éric Masson, Doctorat., dit. « Ensuite, il y avait le défi technique de manipuler plusieurs nanocars en même temps à l'aide d'un microscope à effet tunnel, ou STM, instrument. En outre, chaque équipe avait son propre objectif. Le nôtre était de voir si nous pouvions déposer un assemblage supramoléculaire intact sur une surface, et contrôler son mouvement."

Masson et Saw-Wai Hla, Doctorat., co-dirigé l'équipe de l'Université de l'Ohio. Ils ont conçu et construit la plus grande voiture d'environ 3,5 nanomètres de long. Officiellement appelé Bobcat Nanowagon, il avait un cadre en forme de H pseudorotaxane avec quatre molécules de cucurbiturile relativement grandes comme roues. En raison de la taille, il a été ironiquement surnommé un camion monstre. Mais contrairement aux véhicules normaux, il n'avait pas de moteur. Alors pour déplacer la nanocar, les chercheurs ont utilisé l'instrument STM dans le laboratoire de Hla.

"Nous avons incorporé des récepteurs de charge positive dans la voiture, " dit Hla. " Donc, si nous injections une charge positive dans la pointe STM pointée vers la voiture, il y aurait de la répulsion, et la voiture bougerait. Nous avons trouvé que cela fonctionnait très bien."

La compétition, présenté comme la toute première course de nanocars, s'est tenue au Centre national de la recherche scientifique (CNRS) à Toulouse le 28 avril. Six équipes de trois continents ont engagé leurs coureurs de la taille d'une molécule. Mais parce que l'instrument STM de Toulouse n'avait que quatre pointes qui ne pouvaient contrôler chacune qu'une seule nanocar, l'équipe de l'Ohio a conservé son nanowagon dans le laboratoire de Hla mais l'a "conduit" à distance depuis le CNRS.

"Je crois comprendre que c'était une première, " dit Hla. "Nous avons manipulé la voiture à l'échelle atomique à un demi-monde de distance."

Le nanowagon de Hla et Masson a parcouru 43 nanomètres sur la piste dorée avant de se bloquer en raison d'une section particulièrement accidentée de la piste et d'un coup de puissance dans le Midwest. Bien qu'il n'ait pas terminé le cours, il est allé plus loin que trois autres concurrents, gagner l'équipe une troisième place.

Masson et Hla disent que l'équipe de l'Ohio a découvert quelque chose d'intrigant à la suite de la course. Ils avaient assemblé le nanowagon en suspendant les molécules du châssis dans l'eau, en ajoutant les molécules de roue puis en évaporant l'eau. Environ 70 pour cent des structures résultantes ressemblaient à des hoverboards à deux roues, quelques-uns avaient trois roues, et environ 10 pour cent avaient les quatre roues. Ils ont été surpris de constater que très peu de roues n'étaient reliées à rien.

"Cela veut dire qu'il était plus facile de casser le châssis, une liaison covalente, que de rompre les liaisons non covalentes entre le châssis et les roues, " dit Masson. " C'est complètement contre-intuitif car généralement une liaison non covalente est beaucoup plus faible qu'une liaison covalente. C'est une curiosité théorique."

Comment cette information pourrait s'appliquer à terme aux machines moléculaires à l'avenir reste inconnue, bien que de nombreux scientifiques envisagent que de minuscules véhicules comme ceux-ci pourraient être utilisés dans l'électronique et le stockage de données. Masson et Hla soulignent tous deux que le travail n'en est qu'à ses débuts. Avant l'arrivée des candidatures, les scientifiques doivent comprendre comment les molécules se comportent à l'échelle atomique.

« Notre enthousiasme concerne vraiment la science fondamentale, " dit Hla. "Ce n'est que le début."