Publié le 10.03.2022

Un projet scientifique Horizon 2020 FET Open

En direct : une course de nano-voitures moléculaires

Les nanobolides des huit équipes sélectionnées pour la seconde édition de la NanoCar Race.
Crédits
IC/IPMC CNRS Strasbourg ; IMDEA Madrid/Univ. Linköping ; Technical Inst./CFAED Univ. Dresde ; NIMS Tsukuba ; Univ.Paul-Sabatier/CEMES CNRS Toulouse/NAIST Nara ; Ohio Univ. ; Rice Univ./Graz Univ. ; CFM DIPC CSIS San Sebastian/CIQUS Univ. Santiago de Comp
Du
24.03.2022
11:00
au
25.03.2022
14:00
En ligne
Le projet MEMO organise une très sérieuse course internationale de nanovoitures, une compétition scientifique où une dizaine de molécules d’une taille de quelques nanomètres chacune, conçues dans différents pays, font la course sur une piste de 100 nanomètres, pendant 24 heures.
En images et commenté par des chercheurs français, cet événement est accessible à tout public.
La NanoCar Race est un projet Horizon 2020 à fort leadership français qui met en valeur nos équipes de recherches au plus haut niveau mondial, notamment la microscopie à effet tunnel haute résolution.

Ce défi scientifique met en œuvre des principes physiques et chimiques encore mal compris qui pourraient aider à résoudre des enjeux contemporains : création de nanorobots pour le transport de molécules dans le corps, stockage d’énergie à l’échelle moléculaire, déconstruction atome par atome de polluants, ...

Le projet MEMO

Le projet européen Horizon 2020 FET Open MEMO (Mechanics with Molecules), lancé en octobre 2017, a pour objectif de construire sur une surface des machines à molécule unique, et de les tester en contrôlant translation et rotation et le travail fourni par une molécule-moteur unique directement à l’échelle atomique. Le projet, de 4 millions d’euros, se termine au 31 mars 2022.

MEMO a également pour but de créer la première feuille de route de miniaturisation pour les machines mécaniques jusqu’à l’échelle atomique. Afin de diffuser les résultats de la mécanique de la molécule unique vers l’industrie, MEMO a organisé trois journées Académie-Industrie avec en particulier des PME de haute technologie sur l'horlogerie et les machines à calculer mécaniques miniaturisées à l’extrême, l’immunité aux radiations des molécules-machines et la nanomédecine. Enfin, la diffusion grand public comprend l’organisation de la deuxième course internationale de voitures moléculaires.

Le projet MEMO rassemble six partenaires à la pointe de la recherche européenne pour le développement de molécules-machines et la nanofabrication : la Technische Universität Dresden (TU-Dresden) en Allemagne, le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en France, l’Agencia Estatal Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC) en Espagne, l’Université de Graz en Autriche, l’Université de Liège en Belgique et l’Université de Manchester au Royaume-Uni.

À mi-mars 2022, près d’une trentaine d’articles scientifiques ont été publiés.

Les courses de nano-voitures moléculaires

Le WP5 du projet MEMO prévoie un événement scientifique à vocation grand public : deux courses de nanovoitures moléculaires.

La NanoCar Race est un événement international organisé en France par le CNRS, dans lequel des machines moléculaires s'affrontent sur un circuit de taille nanométrique. Ces voitures-molécules d’une taille d’environ environ 100 atomes peuvent avoir de vraies roues, un vrai châssis et sont propulsées par l'énergie d'impulsions électriques. Elles sont maintenues à quelques angströms de la surface.

Le Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales (CEMES) du CNRS à Toulouse dispose d’un microscope à effet tunnel à balayage qui est capable de déplacer quatre molécules en même temps pour faire avancer la nanovoiture à la vitesse de 0,2 nanomètres toutes les dixièmes de seconde. La « piste » sur laquelle les molécules courent est une pastille d’or de 8 millimètres de diamètre.

Lors de la première édition en 2017, six équipes se sont affrontées à Toulouse. La retransmission en direct sur la chaîne YouTube NanoCar Race a obtenu 100 000 vues.

Une seconde édition de cette course est donc prévue dans le cadre du projet MEMO. Vingt-trois équipes du monde entier ont déclaré leur intérêt à participer. Finalement 8 équipes (dont 2 françaises) se sont officiellement inscrites et préparent activement leur véhicule moléculaire pour la course qui aura lieu sur 24 heures, du 24 au 25 mars 2022.

L’équipe GNS du CNRS/CEMES Toulouse prépare sa nouvelle molécule-voiture en collaboration avec l’Université de Nara au Japon (Nara Institute of Science & Technology), et une seconde voiture est présentée par l’Institut de chimie (UMR 7177), Université de Strasbourg & CNRS.

Le projet ESiM, une suite au projet MEMO

Le projet ESiM – Energy Storage in Molecules, est une suite de MEMO financée par Horizon 2020 FET Open. Il a été accepté, pour un montant de 3 millions d’euros et d’une durée de 48 mois, et démarre en avril 2022.

ESiM veut créer la base scientifique d'une technologie radicalement nouvelle visant à relever les défis du stockage d'énergie propre et évolutif. La stratégie ESiM consiste à créer des réseaux moléculaires denses de dimensions évolutives pour éviter les limites de la technologie actuelle des batteries basé sur le flux d'ions et sur des substances nocives pour l'environnement. Les molécules seront conçues et synthétisées pour pouvoir extraire et stocker l'énergie des réservoirs.

L'ESiM maintiendra un contact étroit avec l'industrie via des réunions régulières qui impliqueront des startups de nanotechnologies, des fournisseurs d'énergie et des PME de haute technologie.

Le projet ESiM comprend 6 partenaires, dont le CNRS, laboratoire CEMES.