Représentation artistique d’une nanomachine associant des unités motrices (rouges et bleues) et des unités de débrayage (vertes et violettes) et liées par des unités de transmission (chaines polymères représentées sous forme de fils). Les deux types d’unités tournent en sens opposés sous l’action de deux flux lumineux distincts. Lorsque les moteurs tournent (activés par la lumière UV), ils enroulent les chaines polymères par paires, et l’ensemble du matériau se contracte. Lorsque les unités de débrayage se mettent à tourner (sous l’effet de la lumière blanche), cela a pour effet de désenrouler les chaines polymères et d’étendre le matériau. En jouant sur les intensités lumineuses, il est possible de gérer la transmission globale du mouvement, à la manière d’une boîte de vitesse sur un véhicule. L'unité moteur est représentée en détail en bas à droite et l’unité modulateur en haut à gauche. © Gad Fuks / Nicolas Giuseppone / Mathieu Lejeune/ Woverwolf/Shutterstock.com

Mises à l’honneur par le prix Nobel de chimie 2016, les nanomachines fournissent un travail mécanique aux plus petites échelles. À ces dimensions, les moteurs moléculaires ne peuvent cependant produire ce travail que dans un seul sens. Des chercheurs de l’Institut Charles Sadron du CNRS, menés par Nicolas Giuseppone, professeur à l’Université de Strasbourg, en collaboration avec le Laboratoire de mathématiques d’Orsay (CNRS/Université Paris-Sud), sont parvenus à développer des machines moléculaires plus complexes capables de fournir un travail dans un sens, puis dans l’autre. L’ensemble peut même être précisément contrôlé à la manière d’une boîte de vitesses. Cette étude est publiée dans Nature Nanotechnology le 20 mars 2017.