Actuellement, les machines moléculaires artificielles sont principalement utilisées comme outils de recherche pour étudier les principes et mécanismes fondamentaux des processus à l’échelle moléculaire. Il existe cependant un énorme potentiel pour leur utilisation future dans divers domaines tels que la médecine, la biotechnologie, la science des matériaux et l’informatique.
Voici quelques-unes des étapes clés qui doivent être franchies avant que les machines moléculaires artificielles puissent commencer à travailler pour nous :
1. Conception moléculaire : Les scientifiques doivent concevoir des structures moléculaires capables d’effectuer des tâches ou des fonctions spécifiques à l’échelle nanométrique. Cela implique de sélectionner les éléments de base moléculaires appropriés, de les disposer avec précision et d'incorporer des groupes fonctionnels qui permettent des interactions spécifiques.
2. Synthèse et assemblage : La synthèse de machines moléculaires artificielles nécessite un contrôle précis de la disposition et de l’organisation des atomes et des molécules. Il s’agit d’un défi de taille en raison de la taille extrêmement réduite et de la complexité de ces structures.
3. Contrôle et intégration : Contrôler le mouvement, le fonctionnement et les interactions des machines moléculaires artificielles est essentiel à leur utilisation pratique. Cela nécessite de développer des méthodes pour manipuler et coordonner les composants individuels de ces machines.
4. Intégration matérielle : L’intégration de machines moléculaires artificielles dans des matériaux ou dispositifs fonctionnels est nécessaire pour exploiter leurs applications potentielles. Cela implique de trouver des moyens d’interfacer ces machines à l’échelle nanométrique avec des systèmes macroscopiques.
5. Mise à l'échelle : Augmenter la production et l’assemblage de machines moléculaires artificielles à plus grande échelle sera crucial pour leur utilisation généralisée dans des applications pratiques.
6. Surmonter les barrières énergétiques : Les machines moléculaires doivent souvent surmonter des barrières énergétiques pour effectuer certaines tâches. Trouver des moyens de réduire ces obstacles ou de fournir des sources d’énergie externes sera important pour leur fonctionnement.
7. Coût et efficacité : Le développement de méthodes rentables et efficaces pour synthétiser et faire fonctionner des machines moléculaires artificielles est nécessaire à leur mise en œuvre pratique.
8. Sécurité et fiabilité : Assurer la sécurité et la fiabilité des machines moléculaires artificielles sera essentiel pour leur utilisation dans des applications critiques, notamment dans les soins de santé et la biotechnologie.
Des progrès ont été réalisés pour relever ces défis, mais il reste encore beaucoup à faire en matière de recherche et de développement avant que les machines moléculaires artificielles puissent devenir des outils pratiques pour diverses applications. Les estimations du moment où ils pourraient commencer à travailler pour nous peuvent varier en fonction du domaine et de l'application spécifique. Certains chercheurs estiment qu’il faudra peut-être plusieurs années, voire plusieurs décennies, avant que des avancées substantielles conduisent à leur utilisation pratique dans des domaines spécifiques.
