Biotechnologie : Les nanotubes de polymère

Des nanotubes de ce type devraient avoir des applications en biotechnologie : ils pourraient constituer des canaux pour le transport de minuscules volumes de produits chimiques, ou des "seringues hypodermiques" susceptibles d'injecter des molécules une par une.

Création d'un nanotube par étirement d'une membrane de polymère
La barre blanche représente 10 microns.

Les nanotubes de carbone sont d'un intérêt certain pour la recherche en nanotechnologie, en particulier dans le domaine de la fabrication de fibres ultra résistantes ou d'autres structures légères et solides. Les nanotubes élaborés à partir d'autres matériaux (principalement des polymères) sont utilisés pour le transport de produits dans des applications biochimiques, mais ils sont en général fragiles et se désagrègent souvent en quelques heures. L'équipe du NIST a développé de nouveaux processus pour en prolonger la durée de vie et pour réaliser de solides structures en réseau.

Les chercheurs ont d'abord fabriqué des récipients sphériques minuscules remplis de fluide, à partir de membranes à double couche de polymères, l'une hydrophile, l'autre hydrophobe. (Ces récipients sont des dérivés des liposomes, cellules artificielles aux membranes grasses utilisées en cosmétologie). Les chercheurs ont rendu les membranes extensibles en leur ajoutant un fluide "savonneux" pour changer leurs propriétés mécaniques. Ils ont ensuite utilisé des "pinces optiques" (lasers infrarouges fortement focalisés) en tant que micropipettes pour étirer les membranes élastiques et former de longs tubes à double paroi de moins de 100 nanomètres de diamètre.

Un produit chimique a été ajouté pour rompre les liens entre les atomes d'une section des polymères et pour forcer la création de nouveaux liens entre les deux sections différentes, ce qui a formé une membrane rigide "entrelacée". Les nanotubes ont ensuite été séparés de leur cellule mère par un coup de "scalpel optique" (une impulsion laser ultra-violette fortement focalisée).

Les nanotubes ainsi constitués conservent leur forme même après plusieurs semaines de stokage, et peuvent être retirés de la solution liquide et placés sur une surface sèche ou dans un récipient différent. Les pinces optiques peuvent être utilisées de plusieurs manières afin de réaliser des structures de nanotubes en réseau.

Source et illustration : Techno-Science via NIST