| Si mesurer des masses de l'ordre de 10^-21 grammes (zeptogrammes) ou des forces de 10^-18 newton (attonewton) n'est désormais plus insurmontable, en revanche, la mesure de force de l'ordre du piconewton (10^-12) pour les biologistes est un véritable casse tête lors de l'étude de biomolécules et de biomachines. Steven Koch et ses collaborateurs du Sandia National Lab ont trouvé une technique s'inspirant d'une expérience simple pour remédier à cela. |  |
| A l'échelle des molécules et moteurs de la vie, le mouvement brownien règne en maître. La totalité des particules et molécules autres que celles impliquées dans les processus biologiques sont animées d'un mouvement aléatoire, mais nul en moyenne, qui rend quasiment impossible la détection des forces mises en jeu par exemple lors du déplacement de vésicules par le moteur moléculaire de kinésine (6 piconewtons) ou encore la séparation d'un brin d'ADN à température ambiante (9 à 20 pN), à cause d'une trop grande sensibilité des détecteurs. Le coeur du système inventé par Koch repose sur l'expérience qu'avait réalisé Robert Hooke au 17ème siècle : la force exercée sur un ressort est égale à la compression ou l'élongation multipliée par la constante de raideur de ce ressort. Dans ce cas précis, cette constante est de 1 pN par nanomètre pour un ressort micro-usiné en polysilicium de 1 millimètre de longueur pour une épaisseur de seulement 1 micromètre. La visualisation du ressort et de ses mouvements est réalisées par une caméra vidéo possédant une résolution de 2 nanomètres mais d'autres techniques d'imagerie plus rapides et plus précises sont envisageables. Une des applications possible de ce détecteur peut être de mesurer les forces appliquées sur des microsphères magnétiques utilisées dans les expériences impliquant des molécules uniques afin de calibrer les électro-aimants employés pour étirer, tordre ou séparer les brins d'ADN. En couplant ce système avec d'autres MEMS (Micro Electro Mechanical SystemS), il est éventuellement possible d'explorer des domaines qui étaient jusque maintenant inaccessibles aux méthodes classiques employant des pinces optiques (utilisation d'un rayon laser pour pièger électrostatiquement des mirco-objets). Source : Physics News Update | |
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Tom
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Actualité scientifique
