A l’Institut des matériaux Jean Rouxel, à Nantes, entre physique, chimie et biologie, des scientifiques élucident les lois d’auto-organisation du nanomonde en même temps qu’ils inventent les nano-matériaux de demain.
Institut Jean Rouxel
Cette féerie lumineuse n’est pas le fait d’un essaim de lucioles ou d’un banc de poissons des grands fonds. Mais de minuscules fils de quelques microns de longs et de quelques nanomètres de diamètres. Fabriqués par Jean-Luc Duvail et son équipe, ils ont la particularité d’incorporer des molécules émettrices de lumière qui, selon leur nature et la manière dont elles s’agencent au cœur d’un fil, permettent d’obtenir de subtils mélanges de couleurs. De quoi envisager la fabrication de nano-lasers par exemple, ou de nano-marqueurs à placer sur un produit manufacturé afin de distinguer un original d’une contre-façon.
Sur ce substrat dentelé, Pierre-Yves Tessier est parvenu a déposer une nano-couche dont la particularité est d’être légèrement bombée vers le haut. Elle délimite ainsi un minuscule conduit dans lequel on peut imaginer faire circuler un fluide entre deux nano-réacteurs pour les besoin d’une expérience de chimie ou de biologie ultra précise. Raccordée à une électrode, cette couche pourrait également se mettre à vibrer et devenir ainsi un élément d’un nano-moteur.
Cet étonnant motif désordonné est constitué d’un assemblage de nanotubes de carbone et de nanocristaux de cellulose. Ils forment l’une des huit couches d’un film d’épaisseur nanométrique. Particularité de ce film, spécialité d’Olivier Chauvet et Bernard Cathala, à l’INRA de Nantes : incorporer des nano-objets artificiels (les nanotubes) et naturels (les nanocristaux, issus ici du coton). Intérêt ? Il pourrait servir à détecter la présence d’enzymes : déposées sur le film, elles y gloutonneraient les cristaux de cellulose, leur présence se manifestant par une modification des propriétés électriques du film liées aux nanotubes.
Ces blobs orangés sont des cellules humaines. L’idée de Patricia Bertoncini, en collaboration avec le laboratoire Physiopathologie de la résorption osseuse : les faire croître sur un substrat d’oxyde de titane percé de pores nanométriques afin de renforcer leur adhésion. Objectif : améliorer et accélérer l’intégration des cellules sur la partie métallique des implants dentaires. Une étape indispensable qui peut prendre 6 mois avant la pose de la prothèse définitive.
Il ne s’agit pas ici d’une pièce de tissu prise au microscope, mais de la surface d’un champignon microscopique. Stéphane Cuenot y a révélé comment des protéines s’y auto-organisent spontanément, à l’échelle nanométrique, en longues chaînes parallèles. Or, de la façon dont s’adsorbent ces protéines sur leur hôte, dépend la manière dont ce champignon adhère aux parois pulmonaires. L’élucidation de ce mécanisme est un tout premier pas vers la mise au point d’un traitement contre ce champignon qui provoque de graves troubles respiratoires chez les personnes souffrant de mucoviscidose.