La science fondamentale comme moteur du développement technologique
2021/12/01 Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
« Nous sommes entrés dans une autre dimension de la science avec la nanocience », explique Aitziber L. Biochimiques Cortajarena. CIC bioma GUNE développe des ressources technologiques pour la thérapie et le diagnostic. Depuis qu'il a incorporé à l'ingénierie classique des protéines la contribution de la nanocience, son potentiel a été multiplié. « Nous avons développé des tests de détection d'anticorps, qui sont maintenant connus du covid-19. Mais grâce aux nanomatériaux, nous obtenons des fonctionnalités supplémentaires: d'une part, grâce à l'ingénierie des protéines, nous fournissons des biomolécules avec une activité biologique concrète (dans ce cas, les associer à des anticorps) et, d'autre part, nous leur donnons la propriété de fluorescence grâce aux nanomatériaux. Nous obtenons un capteur complet en une seule molécule. »
Ils utilisent des nanoparticules d'or, des particules plus petites que celles conventionnelles: nanoclusters, moins de deux nanomètres. “Dans cette taille, l'or n'est pas le même or que nous voyons dans les anneaux, avec ces couleurs et des reflets caractéristiques. D’autres propriétés apparaissent subitement: il acquiert des propriétés plasmatiques et, si nous allons à des tailles plus petites, on lui explique la propriété d’émettre de la fluorescence». En utilisant l'or, ils ont réussi à créer une plate-forme émettant la fluorescence rouge, verte ou bleue en fonction de l'anticorps qui a connu la biomolécule. Le test rapide de détection d'anticorps peut être effectué avec un seul réactif sans laboratoire.
Outil contre les maladies virales émergentes
« Cette technologie nous permet de développer rapidement des plates-formes qui détectent des anticorps contre tout virus ou toute nouvelle variante de virus », explique Cortajarena. « Nous pouvons changer l’épitope et détecter toute maladie infectieuse. Ils peuvent même être utilisés pour diagnostiquer toute maladie dans laquelle la présence d'anticorps est significative. Par exemple, les maladies auto-immunes. Même dans les zones qui utilisent des anticorps thérapeutiques : immunothérapie contre le cancer. »
Selon Cortajarena, le domaine du nano a beaucoup changé la recherche en génie moléculaire. Il a loué le chemin de la nanocience en ces années.
Pourquoi les phénomènes physiques changent-ils dans la nanoéchelle ?
« Les propriétés des matériaux utilisés dans la technologie actuelle, mécanique ou optique, électronique ou magnétique, sont liées à la taille du matériau. En dessous de cette taille, ils changent radicalement», explique le chercheur de CIC nanoGUNE, José Ignacio Pascual. « En fait, comme un solide diminue, sa structure électronique change. Par exemple, si nous prenons un morceau d'or et que nous le faisons beaucoup plus petit, jusqu'à la taille de certains nombres d'atomes, les électrons doivent être recologués dans ces limites étroites. Et comme conséquence de cette nouvelle disposition quantique des électrons, l’or aura d’autres propriétés».
Dans un autre type de matériaux, la collecte des électrons rend le matériau magnétique. « C’est précisément ce que nous étudions dans notre groupe : le graphène. Fondamentalement, le graphène est celui qui est à la pointe des arcs, totalement inerte et passif. Cependant, lorsque nous réduisons la taille de 10-30 atomes, ce graphène devient magnétique. Pour nous, il est fascinant de comprendre ce magnétisme et de prévoir de nouvelles influences électroniques. Nous concevons et générons des nanostructures de graphène avec une précision atomique : nous savons exactement où se trouve chaque atome et où se trouvent les électrons. Pendant de nombreuses années, la science a fait des prédictions théoriques sur de nouveaux effets, et notre travail est de démontrer expérimentalement son existence et d’analyser son utilité pour de futures applications».
Pascual dit que le graphène peut avoir des applications intéressantes sur les ordinateurs quantiques: “Nous avons vu que les petites particules de graphène peuvent être très utiles dans les technologies quantiques comme un bit d'information. Il est habituel d'utiliser la charge pour envoyer des signaux, interprétant comme 1 et 0 la présence et l'absence de la charge. Car ce magnétisme de graphène peut également être employé comme unité quantique pour traiter l'information sur les ordinateurs quantiques ».
Colonne Science non orientée
Pascual et Cortajarena ont clairement le grand potentiel de la nanotechnologie, mais les deux ont misé sur la science de base: « Sans science, il n’y a pas de technologie. La recherche fondamentale est indispensable. De là, nous sommes arrivés au sommet de la pyramide, toute la technologie actuelle ».
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