Une équipe de chercheurs de l’UCLouvain a relevé un pari fou en créant un moteur thermique de la taille d’une seule molécule. En combinant chimie moléculaire et physique quantique, ils ont mis au point un dispositif capable de transformer de la chaleur en électricité à l’échelle nanoscopique. Une avancée inédite, publiée dans Nature Communications, qui pourrait révolutionner le futur des capteurs miniatures, des ordinateurs quantiques et des technologies énergétiques propres.
Des chercheurs de l’UCLouvain ont relevé un immense défi : créer un moteur thermique de la taille d’une seule molécule. Une technologie révolutionnaire qui ouvre une nouvelle ère dans la course à l’énergie propre et intelligente. Les molécules sont partout dans notre environnement. Elles sont, après l’atome, l’unité de base qui compose toute chose sur notre planète. Mais elles sont si petites qu’elles sont invisibles à l’œil nu. Créer un moteur thermique à l’échelle d’une molécule est donc une véritable prouesse. C’est pourtant ce que l’équipe de Pascal Gehring de l’Institute of Condensed Matter and Nanosciences (IMCN) a réussi à faire. Les résultats de cette recherche sont publiés dans la revue prestigieuse Nature communications.
Le principe du moteur thermique est de convertir la chaleur en énergie utile. Comme le font par exemple les moteurs de voiture à essence ou diesel, les machines à vapeur ou encore les centrales thermiques.
En collaboration avec des chercheurs hollandais et suisses, les chercheurs louvanistes ont mis au point un moteur thermique nanoscopique. Ils sont parvenus à booster ses performances grâce à la supraconductivité.
L’UCLouvain explique que les chercheurs ont inséré une molécule spéciale entre deux électrodes d’or espacées de quelques nanomètres (soit un milliardième de mètre). En chauffant légèrement l’une des électrodes, ils ont créé une petite différence de température à travers la molécule. Cette différence provoque un flux d’électrons, ce qui génère de l’électricité. Ce dispositif fonctionne grâce à un concept connu sous le nom de moteur thermoélectrique, mais en version ultra-miniaturisée. En ajoutant des contacts supraconducteurs qui permettent aux électrons de circuler sans résistance, les scientifiques ont pu rendre ce moteur cinq fois plus performant.
Cette avancée encore expérimentale ouvre la voie à des technologies qui pourraient rendre les ordinateurs quantiques – utilisés en cybersécurité, recherche médicale, physique, chimie ou encore en optimisation – bien plus efficaces, avancent les chercheurs néolouvanistes. Ou encore, permettre de produire des capteurs miniatures à très basse consommation, utiles en médecine, dans l’espace ou en environnement extrême. « C’est un bel exemple d’applications potentielles et concrètes d’une recherche en physique quantique, un domaine souvent vu comme abstrait », laisse entendre l’UCLouvain.
