Nanomoteur

Un nanomoteur est un dispositif moléculaire (ou tout dispositif de taille nanométrique) capable de convertir de l'énergie en mouvement. Il peut généralement générer des forces de l'ordre du piconewton^{[1],[2],[3],[4]}.

Bien que les nanoparticules aient été utilisées par des artistes depuis plusieurs siècles, comme dans le cas de la célèbre coupe de Lycurgus, la recherche scientifique sur les nanotechnologies n'a vu le jour que récemment. En 1959, Richard Feynman avait donné une conférence célèbre intitulée « Il y a beaucoup de place en bas » lors de la conférence de la Société américaine de physique organisée à Caltech. Il avait ensuite fait le pari que personne ne pourrait concevoir un moteur faisant moins de 400 µm le long de chacune de ses trois dimensions^[6]. Le but de ce pari (comme pour la plupart des paris scientifiques) était d'inspirer des chercheurs à développer de nouvelles technologies. Quiconque serait capable de développer un nanomoteur pourrait alors remporter un prix de 1 000 dollars^[6]. Cependant, son objectif avait été contrecarré par William McLellan, qui fabriqua un nanomoteur sans développer de nouvelles méthodes. Néanmoins, le discours de Richard Feynman avait inspiré une nouvelle génération de scientifiques à poursuivre leur recherche dans le domaine des nanotechnologies.

Les nanomoteurs font l'objet de nombreuses recherches en raison de leur capacité à surmonter la dynamique microfluidique qui apparaît aux nombres de Reynolds peu élevés. La théorie des pétoncles explique que les nanomoteurs doivent briser une symétrie pour produire un mouvement en présence d'un petit nombre de Reynolds. De plus, le mouvement brownien doit être pris en compte car l’interaction particule-solvant peut avoir un impact considérable sur la capacité d’un nanomoteur à se déplacer à travers un liquide. Cela peut poser d'importants problèmes lors de la conception de nouveaux nanomoteurs. La recherche actuelle sur les nanomoteurs tente de surmonter ces problèmes et, ce faisant, d'améliorer les dispositifs microfluidiques actuels ou de donner naissance à de nouvelles technologies.

Des recherches importantes ont été menées pour surmonter la dynamique microfluidique qui apparaît aux nombres de Reynolds peu élevés. Aujourd'hui, les défis les plus pressants consistent à surmonter la biocompatibilité, le contrôle de la directionnalité et la disponibilité du carburant, avant que les nanomoteurs puissent être utilisés dans des applications de médecine personnalisée^[7].