14 À la pointe les défis du cea déc. 2010 - janv. 2011 Images de microscopie à force atomique permettant d’étudier les caractéristiques d’une feuille de graphène immobilisée par le nanoscotch : 1 rugosité ; 2 résistance électrique ; 3 différences d’épaisseur. LE NANOSCOTCH, ÇA ADHÈRE TEXTE : V. T. M. NANOSCIENCES partout et fixe presque tout ! Le « vernis » mis au point par Pascal Viel et ses collègues de l’institut Iladhère CEA-Iramis 1 a, non seulement, le don de tenir chimiquement sur tout type de substrat, mais aussi celui de coller, sans les modifier, une large gamme de molécules. De quoi ouvrir la voie à diverses applications dans les domaines des biotechnologies ou de l’électronique moléculaire. De nos jours, dans le monde, de nombreux laboratoires sont spécialisés dans le traitement des matériaux. Leur travail consiste à trouver le moyen de déposer des molécules sur des surfaces afin de, par exemple, changer les propriétés de celles-ci. Problème : pour « accrocher » ces molécules par des liaisons chimiques, les scientifiques n’ont aujourd’hui souvent d’autres choix que de les modifier légèrement, note : 1. Voir rubrique « Les laboratoires », p.3. TEXTE : Patrick Philipon NANOTECHNOLOGIES corps, lorsqu’ils sont éclairés, restituent Certainsl’énergie sous forme de lumière d’une longueur d’onde déterminée. Ce phénomène, la fluorescence, intéresse l’imagerie médicale. Il existe en effet des molécules capables d’absorber le rayonnement infrarouge (qui pénètre les tissus vivants) et de restituer de la lumière. Les appareils nécessaires à la « lecture de cette lumière » sont beaucoup moins coûteux qu’un scanner d’IRM ou une caméra à positrons. Problème : les molécules fluorescentes organiques, en cours d’essai, ne donnent pas d’images de qualité suffisante parce qu’elles ne se concentrent pas assez dans les tissus cibles et qu’elles sont rapidement dégradées par l’organisme. De leur côté, les « boîtes quantiques », ces nanocristaux de semi-conducteurs, donnent de bonnes images… mais comportent des métaux toxiques. 1 2 3 avec le risque toujours présent de les altérer. Plutôt ennuyeux lorsqu’il s’agit de protéines ou d’ADN très fragiles ! D’où l’idée de mettre au point un revêtement universel sur lequel n’importe quelle molécule pourrait être fixée en l’état. C’est ce tour de force qu’ont réalisé les chercheurs du CEA. Ils ont découvert un précurseur de sel de diazonium se comportant à la manière d’un véritable scotch double face. Lorsqu’il est déposé sur une surface, ce réactif aminé adhère chimiquement au substrat. Puis, après un traitement approprié, peut fixer, sans dégrader leurs fonctions actives, un grand nombre de molécules complexes : nanotubes, feuilles de graphène, matériaux biologiques. Cette capacité de collage universelle a donné lieu au dépôt de plusieurs brevets. Et pourrait être fort utile pour certaines tâches très spécialisées comme l’immobilisation des brins d’ADN dans des biopuces ou la connexion de circuits de tailles nanométriques. DES SONDES À IMAGE HAUTE DÉFINITION Une équipe du CEA-Léti 1 a eu l’idée d’encapsuler des molécules organiques fluorescentes (des indocyanines) dans des « nanogouttes » lipidiques. Plus précisément, il s’agit de gouttelettes d’huile stabilisées par une couche d’éléments amphiphiles et revêtues d’un « camouflage » en polyéthylène glycol, non détecté par le système immunitaire, ce qui évite une destruction prématurée des sondes. Il en résulte des particules fluorescentes combinant une bonne qualité d’image, une durée de vie dans l’organisme suffisante pour s’accumuler dans les organes ciblés, et une absence de toxicité note : 1. Voir rubrique « Les laboratoires », p.3. Amphiphile//Caractérise les molécules possédant à la fois un groupe hydrophile et un groupe hydrophobe. CEA