Des nanostructures peptidiques pour microprocesseurs
Les fibres peptidiques, les nanotubes et autres assemblages nanoscopiques sont de nouveaux matériaux susceptibles d'être utilisées à grande échelle pour de nombreuses applications. Ils se forment facilement et de manière économique dans des conditions légères de production et leurs caractéristiques peuvent être altérées par simple modification des protocoles chimiques ou génétiques. De plus, certains de ces nanoassemblages biologiques présentent une stabilité thermique et chimique permettant leur intégration dans des dispositifs mécaniques. L'objectif principal du projet Benatural («Bioengineered nanomaterials for research and applications») financé par l'UE était justement de transposer ce mécanisme d'autoassemblage des molécules naturelles en système de production de nanodispositifs. Pour ce faire, les chercheurs ont dû en premier lieu comprendre le fonctionnement, la structure tridimensionnelle et les propriétés physico-chimiques des structures ainsi assemblées. Dans une première étape, les partenaires du projet ont imaginé des constructions constituées de protéines fibreuses naturelles et étudié leurs structures cristallines tridimensionnelles (3D). En utilisant des techniques de microscopie électronique à transmission (TEM, pour transmission electron microscopy) et de microscopie électronique à balayage (SEM, pour scanning electron microscopy), les chercheurs ont pu étudier la capacité de ces différentes protéines fibreuses et noyaux aromatiques à s'assembler en nanostructures. Pour analyser leurs propriétés morphologiques, mécaniques et chimiques ainsi que leur stabilité thermique, ils ont utilisé la microscopie à force atomique (AFM, pour atomic force microscopy). Les informations générées par ces expériences ont été en permanence utilisées pour le développement de nouvelles unités de construction possédant les propriétés adéquates en fonction des besoins de l'application finale. L'une des grandes réussites du projet Benatural fut la manipulation par diélectrophorèse de ces nanostructures peptidiques auto assemblées pour obtenir une micropuce transistor à effet de champ. Cette invention constitue une étape majeure dans le développement d'un transistor à effet de champ basé sur des fibres biologiques, elle a été validée par un brevet aux États-Unis. Les chercheurs ont également optimisé l'efficacité de conduction d'un nanotube peptidique en le remplissant de molécules d'argent, obtenant ainsi une conductivité un milliard de fois supérieure (109). Globalement, le projet Benatural a réussi à montrer comment des nanomolécules naturelles pouvaient être assemblés et former des nanodispositifs. Les résultats de ce projet permettront de faire progresser les nanotechnologies et favoriseront de manière significative une production compétitive et durable de nouvelles applications et dispositifs dans toute l'Europe.
