فدوى
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تاريخ التسجيل : 07/12/2010
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 | |  VOICI UN MICROPROCESSEUR QUI FONCTIONNE À L’ÉNERGIE CELLULAIRE | |
 Les cellules des organismes vivants sont chargées d’énergie. Des chercheurs ont réussi à la capter pour alimenter un circuit intégré (ici, cellules du cerveau). Ph. NIH Image Gallery via Flicr CC BY 2.0 Pour la première fois, des chercheurs ont créé un microprocesseur qui s’alimente en énergie de la même manière que le font nos cellules. Soit, à partir des molécules d’ATP (ou adénosine-triphosphate) baignant le milieu cellulaire, qui sont les piles nous permettant de vivre et de perdurer.Certes, la manip a été faite in vitro, c’est-à-dire dans des conditions artificielles loin de tout système biologique vivant. Il n’empêche ! Cette invention réalise un vieux rêve de la bio-ingénierie qui unifie les sources d’énergie de l’électronique et de la biologie avec, à la clé, des applications inédites aussi bien pour les êtres vivants que pour les engins électroniques. L’ATP, RÉSERVE D’ÉNERGIE DE TOUS LES ÊTRES VIVANTSLe cœur du système repose donc sur l’utilisation des molécules d’ATP pour générer du voltage électrique transmis au microprocesseur. De fait, dans nos cellules, cette molécule est produite par des “organites” nommés mitochondries (ou par les chloroplastes des cellules végétales) à partir d’une longue chaîne de transformations débutant, très loin de là, par notre respiration et alimentation.
Membrane cellulaire. Illustration de la manière dont l’ATP fournit de l’énergie aux “pompes à ions” de la membrane pour filtrer certaines molécules chargées (ions).CAPTER ARTIFICIELLEMENT L’ÉNERGIE DE L’ATPSi la coupure de l’ATP est opérée par des enzymes intracellulaires, les ATPase, elles-mêmes consommatrices d’énergie, le bilan global demeure positif. C’est ainsi que tous les êtres de la Planète vivent.
Molécule d’ATP avec ses deux parties (qui sont séparées par l’action des enzymes ATPase (Ph. ALoopingIcon via Wikicommons CC BY 2.5).IMITATION DU FONCTIONNEMENT DES MEMBRANES CELLULAIRESSur un circuit intégré de quelque 5 mm de large – un composant nommé CMOS qui, miniaturisé, sert de transistor dans la plupart des puces actuelles – les chercheurs ont disposé un petit dispositif de leur fabrication (20 mm de diamètre, voir figure) contenant un fluide riche en ATP ainsi que des enzymes ATPase et une membrane artificielle imitant les membranes cellulaires (avec des pompes à ions). DES POMPES À IONS POUR EXTRAIRE L’ÉNERGIELes enzymes cassent les molécules d’ATP et l’énergie récupérée active des “pompes à ion”, sortes de pores filtrants ne laissant passer qu’un type d’ion. Cela crée un déséquilibre entre le nombre de charges électriques situées de part et d’autre de la membrane, soit une différence de potentiel électrique d’un voltage de l’ordre de 78 mV.Enfin, par le biais d’électrodes conductrices, ce voltage est transmis au circuit intégré, lequel est donc mis “sous tension” et peut accomplir son traitement élémentaire de l’information. LE BUT VISÉ DANS L’AVENIR : RÉDUIRE LA TAILLE DU DISPOSITIFBien sûr, cette manip se déroule à une échelle “macroscopique” : le dispositif devrait être réduit d’un facteur 1 000 (micromètre) voire 1 000 000 (nanomètre) pour pouvoir être intégré dans une puce ou, carrément, dans un milieu biologique naturel. C’est la prochaine étape visée par les chercheurs.Pour l’heure, ceux-ci ont simplement montré la faisabilité d’un couplage énergétique entre l’électronique et le biologique, ce que nul n’avait fait auparavant. Pour quelles applications ? UN NOUVEAU GENRE DE SYSTÈME ARTIFICIELLes chercheurs parlent de nouveaux systèmes artificiels contenant simultanément des composants biologiques et électroniques, telles des puces implantées (et alimentées) dans les corps.Également, en se servant des membranes à pompes ioniques auto-alimentées en énergie, des dispositifs capables de détecter et identifier dans un liquide ou dans l’air la présence d’infimes quantités de substances particulières (nez électroniques, détection de la pollution, de la présence d’explosifs, etc.). Mais tout cela, c’est pour plus tard…–Román Ikonicoff > Lire aussi :
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