08/11/2012 - Un pas vers les moteurs moléculaires artificiels

Menéame

Des processus tels que le mouvement des fluides, l’intensité des signaux électromagnétiques et la composition chimique sont sujets à des fluctuations aléatoires qui sont connues sous le nom de bruit. On sait que l’énergie provenant de ce bruit peut être recueillie, car dans la nature, des processus se produisent.

Une équipe de scientifiques dirigée par l’Espagnol José Ignacio Pascual, responsable du groupe de nanoimages du centre nanoGUNE de Saint-Sébastien, a découvert que le mouvement aléatoire - le bruit - d’une molécule d’hydrogène peut causer le mouvement périodique d’un oscillateur mécanique.

Les résultats sont publiés cette semaine dans le magazine Science.

"Ceci signifie que la molécule la plus petite possible, celle d’hydrogène, 'pousse' un oscillateur dix trillions de fois plus massif," explique Pascual.

Un microscope atomique a été utilisé.

L’expérience a été développée en enfermant la molécule dans le petit espace entre une surface plate et la pointe tranchante d’un microscope de force atomique. Ce microscope utilise le mouvement périodique d’une pointe située à l’extrémité d’un oscillateur mécanique très sensible. Le mouvement aléatoire de la molécule exerce une force contre la pointe, le faisant osciler.

L’oscillation de la pointe, à son tour, module le mouvement de la molécule d’hydrogène. Cela donne lieu à une 'danse' synchronisée des deux, dans laquelle la pointe se déplace dans son oscillation à des distances plus longues que la taille de la molécule, en utilisant l’énergie tirée du bruit.

Pour induire le mouvement de la molécule d’hydrogène, Pascual fait remarquer que " des courants électriques ont été passés par la molécule " et ajoute que rien ne laisse penser que " d’autres sources d’énergie ne puissent être utilisées pour générer ces fluctuations, comme la lumière ."

Selon Felix von Oppen, un autre auteur du travail, "un aspect prometteur des résultats est qu’ils pourraient être pris en compte dans la conception de moteurs moléculaires artificiels qui extraireaient l’énergie d’environnements bruyants."

Référence bibliographique:

Christian Lotze, Martina Corso, Katharina J. Franke, Felix von Oppen, Jose Ignacio Pascual. "Driving a Macroscopic Oscillatorwith the Stochastic Motionof a Hydrogen Molecule". Science. DOI: 10.1126/science.1227621

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