Voor de eerste keer, een samenstel van duizenden nanomachines die een gecoördineerde samentrekkingsbeweging kunnen produceren die zich uitstrekt tot ongeveer tien micrometer, zoals de bewegingen van spiervezels, is gesynthetiseerd door een CNRS-team van het Institut Charles Sadron. Dit innovatieve werk, onder leiding van Nicolas Giuseppone, professor aan de Université de Strasbourg, en met onderzoekers van het Laboratoire de Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot), biedt een experimentele validatie van een biomimetische benadering die al enkele jaren wordt geconceptualiseerd op het gebied van nanowetenschappen.

Deze ontdekking opent perspectieven voor een veelheid aan toepassingen in robotica, in nanotechnologie voor de opslag van informatie, op medisch gebied voor de synthese van kunstmatige spieren of bij het ontwerp van andere materialen waarin nanomachines zijn verwerkt (met nieuwe mechanische eigenschappen). Dit werk is gepubliceerd in de online versie van het tijdschrift Internationale editie van Angewandte Chemie .

De natuur vervaardigt talrijke machines die bekend staan ​​als "moleculair". Zeer complexe samenstellingen van eiwitten, ze zijn betrokken bij essentiële functies van levende wezens zoals het transport van ionen, de synthese van ATP (het "energiemolecuul"), en celdeling. Onze spieren worden dus gecontroleerd door de gecoördineerde beweging van deze duizenden eiwit-nanomachines, die alleen afzonderlijk functioneren over afstanden in de orde van een nanometer. Echter, wanneer gecombineerd in hun duizenden, zulke nanomachines versterken deze telescopische beweging tot ze onze schaal bereiken en doen dat op een perfect gecoördineerde manier. Hoewel synthetisch chemici de afgelopen jaren duizelingwekkende vooruitgang hebben geboekt bij de fabricage van kunstmatige nanomachines (waarvan de mechanische eigenschappen van toenemend belang zijn voor onderzoek en industrie), de coördinatie van verschillende van deze machines in de ruimte en in de tijd bleef tot nu toe een onopgelost probleem.

Nu niet meer:​​voor het eerst, Het team van Giuseppone is erin geslaagd lange polymeerketens te synthetiseren met via supramoleculaire bindingen (1), duizenden nanomachines die elk een lineaire telescopische beweging van ongeveer een nanometer kunnen produceren. Onder invloed van de pH, hun gelijktijdige bewegingen zorgen ervoor dat de hele polymeerketen kan samentrekken of zich uitstrekken over ongeveer 10 micrometer, waardoor de beweging met een factor 10 wordt versterkt, 000, volgens dezelfde principes als die worden gebruikt door spierweefsels. Nauwkeurige metingen van deze experimentele prestatie zijn uitgevoerd in samenwerking met het team onder leiding van Eric Buhler, een natuurkundige gespecialiseerd in stralingsverstrooiing aan het Laboratoire Matière et Systèmes Complexes (CNRS/Université Paris Diderot).

deze resultaten, verkregen met behulp van een biomimetische benadering, zou kunnen leiden tot tal van toepassingen voor het ontwerp van kunstmatige spieren, microrobots of de ontwikkeling van nieuwe materialen met nanomachines die nieuwe mechanische eigenschappen op meerdere schalen hebben.