Des scientifiques créent le premier moteur électrique moléculaire à partir d’ADN

Des Scientifiques Créent Le Premier Moteur électrique Moléculaire à Partir

Les moteurs mécaniques font partie de notre routine quotidienne, que ce soit dans les voitures, les ordinateurs et les appareils électroménagers, ils utilisent tous des mécanismes électroniques pour fonctionner. Cependant, il existe des moteurs dans une partie encore plus vitale pour nous : le corps humain.

Les moteurs moléculaires remplissent plusieurs fonctions vitales pour nous, comme la molécule d’ATP, qui transfère l’énergie des cellules. Malgré cela, reproduire ces moteurs moléculaires à l’échelle nano et fonctionnelle est un formidable défi pour la science.

Des scientifiques de l’Université technique de Munich (TUM) ont créé un moteur électrique moléculaire, ou nanomoteur, en utilisant la méthode de l’origami ADN. Le dispositif de matériel génétique s’auto-assemble et convertit l’énergie électrique en énergie cinétique.

La méthode de l’origami a été créée en 2006 par le chercheur Paul Rothemund et consiste en l’utilisation de plusieurs brins d’ADN simples qui servent de base aux brins d’ADN supplémentaires qui se lient en tant que contreparties. Les séquences d’ADN sont sélectionnées de manière à ce que les brins et les plis attachés créent les structures souhaitées.

moteur moléculaire

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Image : Publicité/Université technique de Munich (Image : Publicité/Université technique de Munich)

Cette technique a permis la création du nanomoteur rotatif moléculaire. « Nous faisons progresser cette méthode de fabrication depuis de nombreuses années et maintenant nous pouvons développer des objets très précis et complexes tels que des interrupteurs moléculaires ou des corps creux capables de capturer des virus. auto-assemblage », explique Hendrik Dietz, chef de projet.

Ce petit robot est composé de trois parties : socle, plateforme et bras rotor. Selon l’université : « La base mesure environ 40 nanomètres de haut et est attachée à une plaque de verre en solution par des liaisons chimiques sur une plaque de verre. Un bras de rotor jusqu’à 500 nanomètres de long est monté sur la base afin qu’il puisse tourner. Un autre composant est essentiel pour que le moteur fonctionne comme prévu : une plate-forme située entre la base et le bras du rotor. Cette plate-forme contient des obstacles qui influencent le mouvement du bras du rotor. Pour surmonter les obstacles et tourner, le bras du rotor doit se plier un peu vers le haut, comme un cliquet.

« Le nouveau moteur a des capacités mécaniques sans précédent : il peut atteindre des couples de l’ordre de 10 piconewtons fois les nanomètres. Et il peut générer plus d’énergie par seconde qu’il n’en est libéré lorsque deux molécules d’ATP sont séparées », a déclaré Ramin Golestanian, participant au projet.

« Le nouveau moteur pourrait également avoir des applications techniques à l’avenir. Si nous développons davantage le moteur, nous pourrions l’utiliser à l’avenir pour piloter des réactions chimiques définies par l’utilisateur inspirées de la façon dont l’ATP synthase rend l’ATP entraîné par rotation. Ainsi, par exemple, les surfaces peuvent être densément recouvertes de ces moteurs. Ensuite, vous ajoutez des matières premières, appliquez une certaine tension alternative et les moteurs produisent le produit chimique souhaité », conclut Dietz.

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