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NanoCar Race : deux bolides moléculaires clamés vainqueurs

Une course de voitures plutôt atypique s’est déroulée fin avril. Il ne s’agit pas de Formule 1 ni de voitures de rallye, mais de véhicules moléculaires dont la taille ne dépasse pas quelques nanomètres. Une première mondiale, avec deux vainqueurs ex æquo.

La NanoCar Race pouvait être suivie en direct sur YouTube.

C’est à Toulouse, au laboratoire Cemes, que plusieurs équipes internationales de chercheurs se sont donné rendez-vous, les 28 et 29 avril, pour une compétition très particulière : la NanoCar Race. Durant 36 heures, plusieurs véhicules, dont la taille ne dépassait pas quelques nanomètres – c’est-à-dire quelques millionièmes de millimètre – se sont opposé dans une course effrénée. Un autre véhicule concourait à la course depuis un microscope situé en Autriche : le Dipolar Racer, conçu par une équipe américano-autrichienne, présente, elle, à Toulouse. 

Pour apercevoir ces bolides, il fallait recourir à un microscope électronique à effet tunnel. C’est d’ailleurs au sein de cet instrument que la course a eu lieu : dans une enceinte sous vide portée à -269 °C et sur une piste constituée d’une surface d’or – une surface d'argent en Autriche –, chaque véhicule devant parcourir 100 nanomètres en changeant à plusieurs reprises de direction.

Les bolides moléculaires sont pilotés grâce à un microscope à effet tunnel.© NanoCar Race

Pour piloter les engins, chaque équipe devait fournir à intervalles réguliers une impulsion électronique à son véhicule à l’aide de la pointe du microscope. Grâce à cette énergie, la molécule pouvait changer sa structure ou vibrer, de quoi obtenir un déplacement de 5 nanomètres par heure.

Des dragsters et des papillons

Pour gagner la compétition, chaque écurie avait mis au point sa propre molécule de course. Conçues par des chimistes, les nanovoitures affichaient des caractéristiques très différentes : en forme d’aile de moulin pour les Allemands, ou de dragster pour les Américains. Sponsorisée par Peugeot, l’équipe française a, quant à elle, conçu son véhicule comme une voiture classique, avec un châssis et quatre roues. Sont arrivés vainqueurs ex æquo Dipolar Racer, de l’équipe américano-autrichienne, avec une distance de 450 nanomètres, et le Dragster de l’équipe suisse, avec une distance moindre de 133 nanomètres, en raison de la surface sur laquelle ce véhicule se déplaçait (de l'argent plutôt que de l'or). 

  

Les bolides conçus par les différentes équipes.© NanoCar Race

Au-delà de l’aspect ludique de la compétition, le CNRS a organisé cet évènement pour encourager la recherche mondiale dans le domaine des machines moléculaires, qui a fait l’objet du prix Nobel de chimie 2016 décerné à Jean-Pierre Sauvage. Ce type de machine est présent naturellement dans les organismes vivants afin de remplir de nombreuses fonctions : l’ATPsynthase est par exemple responsable de la fabrication de l’ATP. Réussir à fabriquer des machines moléculaires pourrait permettre de concevoir de nouveaux matériaux, des capteurs, ou encore des systèmes de stockage d’énergie.

Pour en savoir plus

© CNRS

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