Définition
Une machine moléculaire est un assemblage de molécules capable d'effectuer un mouvement mécanique contrôlé, comme une rotation ou une translation, en réponse à un signal extérieur (lumière, électricité, changement de pH). C'est un peu comme un moteur miniature, des millions de fois plus petit qu'un grain de sable, conçu pour accomplir une tâche précise à l'échelle de l'infiniment petit.
L'essentiel
- Requiert un apport d'énergie (stimulus) pour fonctionner.
- Produit un mouvement mécanique coordonné.
- Opère à l'échelle du nanomètre (le milliardième de mètre).
Formule et propriétés
Le terme est une locution composée de « machine » (du latin machina, désignant un engin ou une invention) et de « moléculaire » (relatif à la molécule). Ce concept a pris son essor dans les années 1980-1990, s'inspirant des machines biologiques naturelles comme les protéines motrices de nos cellules.
Comment l'utiliser
- Le rotaxane : une molécule en forme d'haltère entourée d'un anneau qui peut coulisser d'un bout à l'autre.
- Le moteur de Feringa : une molécule qui tourne toujours dans le même sens lorsqu'elle est exposée à des impulsions lumineuses.
- Les ascenseurs moléculaires : des structures capables de monter ou descendre sur une plateforme à l'échelle nanométrique.
Utilisations
Ces machines interviennent dans le développement de matériaux intelligents capables de se réparer seuls, de systèmes de stockage d'informations ultra-compacts ou encore dans le transport ultra-ciblé de médicaments directement vers des cellules malades.
Dangers et précautions
Il est important de distinguer le mouvement thermique naturel (mouvement brownien), qui est désordonné, du mouvement d'une machine moléculaire qui est dirigé et consomme de l'énergie pour vaincre le chaos ambiant à cette échelle.
Substances liées
À ne pas confondre
Stockage et élimination
Pour bien comprendre le concept, imaginez que la machine est un outil LEGO dont les briques ne seraient pas collées mais imbriquées de façon à pouvoir glisser ou tourner sans se détacher.
Questions fréquentes
Est-ce que ces machines sont vivantes ?
Non, ce sont des objets chimiques synthétiques créés en laboratoire, bien qu'elles imitent certains comportements du vivant.
Qui a inventé les machines moléculaires ?
Le concept a été récompensé par le prix Nobel de chimie en 2016, décerné à Jean-Pierre Sauvage, Sir J. Fraser Stoddart et Bernard L. Feringa pour leurs travaux pionniers.