Les nanomoteurs sont l'avenir de la médecine

Divers nanodispositifs pourraient constituer une véritable avancée en médecine. Il existe déjà un certain nombre de ces dispositifs miniatures, mais aucune source d'énergie efficace n'a encore été développée. Des scientifiques de Cambridge ont comblé certaines lacunes dans ce domaine en présentant des moteurs miniatures fonctionnant à partir d'une source lumineuse externe.

Le fonctionnement du nanomoteur ressemble à celui d'un ressort. Le moteur lui-même est constitué de nanoparticules d'or retenues par une substance polymère gélatineuse réagissant aux variations de température. Lorsque la substance est chauffée par un laser, l'humidité s'évapore et la substance commence à se rétracter (comme si elle rebondissait). Le nanomoteur accumule alors l'énergie lumineuse et la stocke. Après l'extinction de la source lumineuse (ici le laser), la substance commence à refroidir et à absorber activement l'humidité. L'énergie accumulée est alors libérée et les particules d'or renforcent l'effet de la force créée.

Les dispositifs développés par les spécialistes de Cambridge peuvent être comparés aux minuscules sous-marins du film « Le Voyage Fantastique », dans lequel des mini-sous-marins parcouraient le corps humain pour extraire un caillot sanguin des vaisseaux. De plus, les nanomoteurs possèdent une force considérable par rapport à leur propre poids et, comme les fourmis, sont capables de déplacer de lourdes « charges ».

Les développeurs constatent que l'expansion de la substance après l'extinction de la source lumineuse est extrêmement rapide, comparable à une explosion microscopique. Cet effet est dû à certaines forces qui s'exercent entre les molécules de la substance. Ces forces sont assez fortes à l'échelle microscopique, alors qu'elles sont quasiment inexistantes en conditions normales. Les experts ont constaté que ce sont précisément ces forces qui aident les geckos à grimper sur des surfaces verticales, ainsi que la tête en bas: des milliards de petits poils à la surface de leurs membres les y aident.

Comme indiqué précédemment, le nanomoteur accumule de l'énergie lumineuse, dont la majeure partie est convertie en énergie d'attraction entre les molécules de gel et les particules d'or. Lorsque cette énergie d'attraction est rompue, la force de libération due à l'or est plusieurs fois supérieure à celle d'une compression conventionnelle du matériau. Selon les scientifiques, l'inconvénient actuel du nanomoteur réside dans la libération simultanée de l'énergie dans toutes les directions. Les chercheurs s'efforcent désormais de trouver un moyen de diriger le flux d'énergie dans une direction unique.

Si les scientifiques atteignent leur objectif et parviennent à contrôler le flux d’énergie libéré dans les nanomoteurs, ces dispositifs pourraient être utilisés pour contrôler les nanorobots qui administrent des médicaments aux organes ou aux zones affectées, ainsi que pour les instruments télécommandés utilisés pendant la microchirurgie.

L'équipe de Cambridge développe actuellement des pompes et des vannes contrôlées à base de nanomoteurs pour les puces utilisées dans les biocapteurs et les équipements de diagnostic.

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