NanoCar Race II : retour de la plus petite des grandes courses

14 mars 2022

Chimie

Institutionnel

Physique

Faites chauffer les moteurs… Ou plutôt les microscopes ! La NanoCar Race, première course de molécule-voitures organisée en avril 2017, revient polir « l’asphalte » dans les laboratoires. Organisé par le Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (Cemes) du CNRS, cet évènement propose à des scientifiques du monde entier de mettre en compétition leurs machines moléculaires. Objectif : faire parcourir la plus grande distance en slalom à son véhicule nanométrique en 24 h, sur une piste sinueuse de 4 à 6 nm de large avec virages (voir image) naturellement tracée à la surface d’un cristal d’or pur de quelques millimètres de diamètre. La NanoCar Race II se déroulera du 24 au 25 mars 2022 et sera retransmise en direct sur la chaine Youtube du Center for Advancing Electronics Dresden dans le cadre du projet Memo1 .

À la différence de la première édition, où quatre des six équipes sélectionnées utilisaient le microscope à effet tunnel à quatre têtes2 du Cemes, les huit équipes participant cette année emploieront leur propre microscope qu’elles piloteront à distance depuis la Boule de Toulouse, via Internet.

Seront présentes sur la ligne de départ :

GAzE (Allemagne) ;
NANOHISPA (Espagne-Suède) ;
NIMS-MANA (Japon) ;
Ohio Bobcat Nanowagon (Etats-Unis) ;
Rice-Graz NanoPrix (Etats-Unis - Autriche) ;
SAN SEBASTIAN-SANTIAGO (Espagne) ;
StrasNanocar3 (France) ;
TOULOUSE-NARA4 (France - Japon).

Au-delà de l’aspect ludique de cette rencontre, la NanoCar Race vise à décrypter les phénomènes physico-chimiques qui amènent une molécule-voiture à avancer de manière contrôlée sur une surface. Par ailleurs, la course verra s’affronter pour la première fois deux types de propulsion des molécules-machines et l’analyse détaillée des trajectoires de ces deux catégories retransmises en direct devrait permettre de vérifier si l’une d’entre elle permet une meilleure maniabilité sans consommer trop d’énergie.

Pour aller plus loin, lisez l’interview de Christian Joachim, directeur de recherche du CNRS au Cemes et organisateur de l’événement, dans CNRS Le Journal.

**Image en microscopie à effet tunnel à très basse température d’une molécule-voiture de Toulouse à 4 roues.** Elle est arrêtée dans un virage sur une portion d’une piste tortueuse à la surface d’un cristal d’or.
*© CEMES/CNRS*

**Salle de pilotage de la Nanocar Race II, à l’intérieur de la Boule de Toulouse.**
*© CEMES/CNRS*

1La NanoCar Race II est financée dans le cadre du projet européen H2020 Memo avec le support de la Fondation de la Maison de la chimie, d’Elior, d’Air Liquide, de ScientaOmicron, de Springer, de Nature Nanotechnology, des Institutions et des sponsors des 5 équipes non partenaires du projet Memo. Memo a pour objectif de comprendre les mouvements mécaniques de rotation d’une seule molécule-machine supportée par une surface en construisant, par exemple, des trains d’engrenages d’un nanomètre de diamètre chacun disposant d’un axe de rotation constitué d’un seul atome.
2L'effet tunnel est un phénomène quantique qui permet aux électrons de traverser une barrière de potentiel sans perte d'énergie. Un microscope à effet tunnel permet d’obtenir un courant entre une pointe et une surface conductrice, et les variations de ce courant donnent une image de la topologie de la surface. Il permet également de manipuler et construire des nano-objets.
3De l’Institut de chimie de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg) et de l’Institut de physique et chimie des matériaux de Strasbourg (CNRS/Université de Strasbourg).
4Du Cemes en collaboration avec la Nara Institute of Science and Technology (Japon).