Percée : Des scientifiques mettent au point des molécules artificielles qui se comportent comme des molécules réelles
Les utilisations de cette nouvelle technique sont infinies : "Nous commençons à peine à imaginer ce que nous pouvons en faire. Nous avons tellement d'idées..."
Des scientifiques de l'université Radboud ont mis au point des molécules synthétiques qui ressemblent à de vraies molécules organiques. Une collaboration de chercheurs, dirigée par Alex Khajetoorians et Daniel Wegner, peut désormais simuler le comportement de molécules réelles en utilisant des molécules artificielles. Ils peuvent ainsi modifier les propriétés des molécules d'une manière qui est normalement difficile ou irréaliste, et comprendre beaucoup mieux comment les molécules changent.
Emil Sierda, responsable de la conduite des expériences à l'université Radboud, explique : "Il y a quelques années, nous avons eu l'idée folle de construire un simulateur quantique. Nous voulions créer des molécules artificielles qui ressemblaient à des molécules réelles. Nous avons donc mis au point un système dans lequel nous pouvons piéger des électrons. Les électrons entourent une molécule comme un nuage, et nous avons utilisé ces électrons piégés pour construire une molécule artificielle". Les résultats obtenus par l'équipe sont étonnants. Sierda : "La ressemblance entre ce que nous avons construit et les vraies molécules était troublante".
Modifier les molécules
Alex Khajetoorians, chef du département de microscopie à sonde à balayage (SPM) à l'Institut des molécules et des matériaux de l'université Radboud : "Fabriquer des molécules est déjà assez difficile. Ce qui est souvent plus difficile, c'est de comprendre comment certaines molécules réagissent, par exemple comment elles changent lorsqu'elles sont tordues ou modifiées". La façon dont les molécules changent et réagissent est la base de la chimie et conduit à des réactions chimiques, comme la formation d'eau à partir d'hydrogène et d'oxygène. Nous voulions simuler les molécules, afin de disposer de la boîte à outils ultime pour les plier et les régler d'une manière qui est pratiquement impossible avec de vraies molécules. De cette manière, nous pouvons dire quelque chose sur les vraies molécules, sans les fabriquer ou sans avoir à relever les défis qu'elles posent, comme leur forme qui change constamment".
Le benzène
À l'aide de ce simulateur, les chercheurs ont créé une version artificielle de l'une des molécules organiques de base en chimie : le benzène. Le benzène est le composant de départ d'un grand nombre de produits chimiques, comme le styrène, utilisé pour fabriquer le polystyrène. Khajetoorians : "En fabriquant du benzène, nous avons simulé une molécule organique classique et construit une molécule composée d'éléments qui ne sont pas organiques". De plus, les molécules sont dix fois plus grosses que leurs homologues réels, ce qui les rend plus faciles à manipuler.
Utilisations pratiques
Les utilisations de cette nouvelle technique sont infinies. Daniel Wegner, professeur assistant au sein du département SPM : "Nous commençons à peine à imaginer ce que nous pourrions faire avec cette technique. Nous avons tellement d'idées qu'il est difficile de savoir par où commencer". En utilisant le simulateur, les scientifiques peuvent mieux comprendre les molécules et leurs réactions, ce qui les aidera dans tous les domaines scientifiques imaginables. Wegner : "Les nouveaux matériaux pour le futur matériel informatique sont très difficiles à fabriquer, par exemple. En réalisant une version simulée, nous pouvons rechercher les nouvelles propriétés et fonctionnalités de certaines molécules et évaluer s'il vaut la peine de fabriquer le matériau réel". Dans un avenir lointain, toutes sortes de choses pourraient être possibles : comprendre les réactions chimiques étape par étape, comme dans une vidéo au ralenti, ou fabriquer des dispositifs électroniques artificiels à molécule unique, comme réduire la taille d'un transistor sur une puce d'ordinateur. Il est même suggéré que les simulateurs quantiques fonctionnent comme des ordinateurs quantiques. Sierda : "Mais le chemin est encore long. Pour l'instant, nous pouvons commencer à comprendre les molécules d'une manière que nous n'avons jamais comprise auparavant".
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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