Des chercheurs du NIST (National Institute of Standards and Technology) et de l'université de Boulder dans le Colorado ont élaboré un couteau en nanotube de carbone qui, en théorie, fonctionnerait comme un fil à couper le beurre (ou le fromage).
Dans un article présenté ce mois-ci au congrès international d'ingénierie mécanique, l'équipe de recherche a annoncé un prototype de son dispositif qui pourrait, dans l'avenir, devenir un outil de base en biologie, permettant aux scientifiques de couper et d'étudier les cellules avec une précision supérieure à celle dont ils disposent actuellement.
Micrographie électronique du prototype de "nanocouteau": un nanotube unique de carbone étiré entre deux pointes en tungstène. La sonde triangulaire est l'extrémité d'un cantilever à force atomique servant à déterminer le point de rupture du couteau
Depuis des années, les biologistes sont aux prises avec des diamants conventionnels ou des couteaux de verre, qui découpent les échantillons congelés de cellules sous un grand angle, forçant les échantillons à se plier et parfois à se briser. Les nanotubes de carbone, extrêmement résistants et de diamètres étroits, sont les matériaux idéaux pour découper des cellules en bandes extrêmement fines et précises. En particulier, les scientifiques pourraient employer le "nanocouteau" pour réaliser des images 3D de cellules et de tissus en tomographie électronique, qui exige des échantillons de moins de 300 nanomètres d'épaisseur.
Pour concevoir le nouvel outil, les scientifiques du NIST et de CU ont soudé un nanotube de carbone entre deux pointes de tungstène effilées électrochimiquement. Dans le prototype, le nanotube s'étire entre les deux extrémités d'un anneau de tungstène. Le couteau ressemble au fil d'acier utilisé pour découper un morceau de beurre (ou de roquefort).
Pour démontrer la praticabilité de leur concept, les chercheurs ont évalué sa force mécanique par des essais de résistance, en appliquant une pression croissante au dispositif. L'équipe a constaté que les soudures étaient les points les plus faibles de l'outil, et expérimente désormais des techniques alternatives de soudure. Les scientifiques projettent de tester le nanocouteau sur un bloc de cire à la fin de cette année (les cellules sont généralement immobilisées dans des blocs de cire avant d'être disséquées ou examinées au microscope).